Shellprogrammierung. Einführung in Linux. Antonia Blanke. Shellprogrammierung Die Linux Shell Besondere Zeichen Pipes Variablen Bedingungen und Tests

Transkript

1 Einführung in Linux Antonia Blanke

2 Einstieg in Warum? Wann ist ein Shellskript ungeeignet? Die Shell ist ein Kommandointerpreter Neben ihrer Aufgabe als Schicht zwischen Kernel und Nutzer kann sie auch eine sehr mächtige Programmiersprache sein Ein Shell-Programm nennt man Skript Die Shell bietet für Skripte primär Kontrollstrukturen wie Verzeigungen und Schleifen. Für weitere Funktionen werden übliche Unix-Programme eingebunden.

3 Warum Warum? Wann ist ein Shellskript ungeeignet? Shell ist für effiktive Administration unumgänglich Shellskripte helfen beim automatisierten von Aufgaben (spart Arbeitszeit) Verständnis ist wichtig zum Ändern der Systemumgebung (z.b. Startskripte) System kann schnell an eigene Bedürfnisse angepasst werden Eine Shell ist auf jedem *nix-system vorhanden (Dialekte)

4 Wann ist ein Shellskript ungeeignet? Warum? Wann ist ein Shellskript ungeeignet? Ressourcenintensive Aufgaben (z.b. Sortieren großer Datenmengen) Komplizierte mathematische Funktionen Es gibt keine mehrdimensionale Arrays Es gibt keine Datenstrukturen wie verkettete Listen oder Bäume

5 Verschiedene Shells Bash - DIE Linux Shell Der Befehl echo Der Befehl exit, Exitstatus sh - klein, wenig Funktionen bash - die Weiterentwicklung der sh im GNU-Projekt csh - C-ähnliche Bedienung (BSD/SUN/Solaris) tcsh - GNU-csh ksh - System V

6 Bash - DIE Linux Shell Bash - DIE Linux Shell Der Befehl echo Der Befehl exit, Exitstatus Auf Linuxsystemen kommt meist die Bash-Shell (Bourne Again Shell) zum Einsatz Shellskripte sind prinzipiell normale Textdateien Die erste Zeile eines Shellskripts startet immer mit einer 2 Byte langen magic number (#!), welche dem System mitteile, dass es sich um eine Datei mit Kommandos handelt und vom angegebenen Kommandointerpreter ausgeführt werden soll. Beispiel: #!/bin/bash Das Shellskript muss für den User ausführbar sein (chmod u+x skriptname)

7 Der Befehl echo Bash - DIE Linux Shell Der Befehl echo Der Befehl exit, Exitstatus Hello World! Programm echo ist ein Kommando zum Ausgeben von Strings echo Hello World!

8 Der Befehl exit, Exitstatus Bash - DIE Linux Shell Der Befehl echo Der Befehl exit, Exitstatus Das Kommando exit kann genutzt werden um ein Skript zu beenden exit kann einen Wert an die Shell zurückgeben Jedes Kommando liefert einen Exitstatus oder Returnstatus Bei Erfolg ist der Exitstatus 0, bei Misserfolg nicht Null der Nicht-Null-Wert beinhaltet häufig einen Errorcode, der in Tabellen entsprechend nachgewiesen werden Die Variable $? enthält den Errorcode von dem letzen ausgeführten Kommando #!/bin/bash echo hello echo $? # Exit status 0 returned because command successful

9 Escapezeichen, Kommentarzeichen #, Kommandoaufzä Anführungszeichen Backticks, Nullkommando, Wildcards, Verneinungsope \ - Escapezeichen # - Kommentarzeichen ; - Kommandoaufzählung - Doppeltes Anführungszeichen - Einfaches Anführungszeichen - Backticks : - Nullkommando *? - Wildcards! - Verneinungsoperator

10 Escapezeichen, Kommentarzeichen #, Kommandoaufzählung ; Escapezeichen, Kommentarzeichen #, Kommandoaufzä Anführungszeichen Backticks, Nullkommando, Wildcards, Verneinungsope Das Escapezeichen \ erzwingt die Interpretation des Zeichen als Zeichen Bsp.: echo \ Text in Anführungszeichen \ Zeilen, die mit einem # beginnen, sind Kommentare Ausnahme: #! in der 1. Zeile Whitespaces (Tabs, Space) vorher sind möglich Bsp.: echo Hinter diesem Text folgt ein Kommentar # Kommentar # in Anführungszeichen startet keinen Kommentar; ebensowenig \#

11 Anführungszeichen Escapezeichen, Kommentarzeichen #, Kommandoaufzä Anführungszeichen Backticks, Nullkommando, Wildcards, Verneinungsope Doppeltes Anführungszeichen : Sonderzeichen im eingeschlossenen STRING werden interpretiert Einfaches Anführungszeichen : Sonderzeichen im eingeschlossenen STRING werden nicht interpretiert

12 Backticks, Nullkommando, Wildcards, Verneinungsoperator Escapezeichen, Kommentarzeichen #, Kommandoaufzä Anführungszeichen Backticks, Nullkommando, Wildcards, Verneinungsope kommando : nach Kommandoausführung steht an dieser Stelle der Standardoutput von kommando Zur Übergabe des Standardoutputs eines Kommanods an eine Shellvariable Null Kommando : macht nichts; eine do-nothing Operation liefert true als Exitstatus Wildcard *: Für die Erweiterung von Dateinamen; Repräsentiert beliebige Zeichen hintereinandergehängt Wildcard?: Wildcard für genau ein Zeichen Invertierung:!: Verneinungsoperator

13 Ausgabeumleitung Eingabeumleitung Unix Programme lesen sehr oft aus der Standardeingabe und schreiben wieder auf die Standardausgabe Man macht sich diese zunutze, um Ergebnisse eines Kommandos an ein anderes Programm weiterzuleiten Bsp.: echo Dies ist ein Text more Hier wird die Ausgabe vom Kommando echo als Eingabe für more verwendet. Das Ergebnis wird also von einem Programm an das andere weitergereicht. Achtung: nicht alle Programme unterstützen die Verarbeitung über Standardein-/ausgabe

14 Ausgabeumleitung Ausgabeumleitung Eingabeumleitung Man kann die Ausgabe eines Programms in eine Datei schreiben; z.b. zur späteren Analyse Bsp.: ps > prozesse.log Es gibt neben der Standardausgabe auch eine Standardfehlerausgabe. Diese wird nicht von > umgeleitet, sondern von 2> Möchte man beide Ausgaben erfassen, so kann die Standardausgabe z.b. in eine Datei umlenken und die Standardfehlerausgabe von der Standardausgabe mit 2> &1 umleiten Bsp.: kommando > datei 2> &1 >> bedeutet, dass die Ausgabe an eine existierende Datei angehängt wird

15 Eingabeumleitung Ausgabeumleitung Eingabeumleitung Umgekehrt kann man auch aus einer Datei lesen und diese Daten in ein Programm eingeben, welches von der Standardeingabe liest Zur Eingabeumleitung verwendet man das < Zeichen Bsp.: mail -s meine.bashrc root <.bashrc Verschickt über das Programm mail die Bash-Konfigurationdatei an root auf dem lokalen Rechner << leidet ein sogenanntes here document ein. Es ist ähnlich zu dem <. Es wird jedoch nicht eine Datei eingelesen, sondern die Eingabe direkt interpretiert, die von einem limiter-string ein und ausgeleitet wird. Bsp.:cat << EOF Das ist der Text, der ausgegeben werden soll EOF

16 Deklaration Auswertung Demonstrationsskript Spezielle typen Argumente Wichtige Umgebungsvariablen sind ein Kernbestandteil des Shellscriptings, sie tauchen z.b. auf in Arithmetischen Operation Zahlenmanipulation Stringparsing Prinzipiell sind eine Referenz auf eine Stelle im Speicher, wo bestimmte Daten stehen Der name ist ein Platzhalter für die Daten, die an der referenzierten Stelle stehen Möchte man die Wertigkeit einer Variable abfragen, kann man dies mit $variable tun Unterscheide: variable ist der Name der, $variable der Wert der Variable mit Daten

17 Deklaration Deklaration Auswertung Demonstrationsskript Spezielle typen Argumente Wichtige Umgebungsvariablen In Shellskripten taucht ein name nur ohne das $-Präfix auf, wenn eine Variable deklariert wird oder ihr Wert zugewiesen wird Beispiele: datum= date read input for variable in eine Variable exportiert wird: export datum eine Variable ein Signal repräsentiert in der Shell keinen Typ! mit dem Befehl unset werden wieder gelöscht Bsp.: unset variable

18 Auswertung Deklaration Auswertung Demonstrationsskript Spezielle typen Argumente Wichtige Umgebungsvariablen Bei einem schwachen Zitat mit doppelten Anführungszeichen werden ersetzt. Bei einfachen Anführungszeichen ist dies nicht der Fall. Bei einem schwachem Quoting werden im Gegensatz zu keinem Quoting Leerzeichen beibehalten $variable ist eine simplifizierte Form von ${variable}. In manchen Kontexten erzeugt $variable Syntaxfehler Bsp.: MEINE-ID=${USER}on${HOSTNAME} Eine uninitialisierte Variable hat einen NULL -Wert, d.h. ihr ist überhaupt kein Wert zugewiesen (also auch nicht 0 ). Die Benutzung von uninitialisierten führt in der Regel also zwangsläufig zu Problemen. Ob Shellvariablen als Integer oder String interpretiert werden hängt von ihrem Kontext und Inhalt ab.

19 Demonstrationsskript Deklaration Auswertung Demonstrationsskript Spezielle typen Argumente Wichtige Umgebungsvariablen #!/bin/bash a=500 b=a c=$a echo a # es wird nicht Variable a referenziert # also wird die Zeichenkette a ausgegeben echo $a # Ausgabe des Wertes von Variable a echo $b # Ausgabe des Wertes von Variable b echo a ist $a # bei einem schwachem Zitat wird die Variable ersetzt echo $a wird nicht ersetzt # bei einem starken Zitat wird die Variable nicht ersetzt hello= A B C D echo $hello # Ausgabe ohne schwaches Zitat

20 Spezielle typen Deklaration Auswertung Demonstrationsskript Spezielle typen Argumente Wichtige Umgebungsvariablen Lokale Eine Variable kann mit local variablenname als lokal deklariert werden Die Variable existiert dann nur in dem Block, in den sie deklariert wurde und ist auch nur dort verwendbar. Dies macht z.b. in Shell-Funktionen Sinn. Umgebungsvariablen Umgebungsvariablen (Environment Variables) haben Einfluss auf das Verhalten der Shell und des Benutzerinterfaces Allgemeiner: Jeder Prozess hat eine Umgebung, d.h. eine Reihe von, die er nutzen kann. Die Umgebung wird jeweils von den Vaterprozessen geerbt. Wenn ein Skript Umgebungsvariablen setzen soll, so muss es den Befehl export verwenden ( export variablenname) export gibt es nicht in jeder Shell

21 Argumente Deklaration Auswertung Demonstrationsskript Spezielle typen Argumente Wichtige Umgebungsvariablen Einem Skript können auch Argumente übergeben werden. Diese tauchen als $0, $1, $2,... auf. $0 ist der Skriptname $1 ist das erste Argument, $2 das zweite Argument, etc. Nach 9 Argumenten müssen geschweifte Klammern zur Referenzierung verwendet werden, also ${10}, ${11},... $# enthält die Anzahl der übergebenen Argumente $* und $@ enthalten eine Liste aller Argumente in einer einzigen Variable. Sie werden durch das erste Zeichen in der Umgebungsvariable IFS separiert.

22 Wichtige Umgebungsvariablen Deklaration Auswertung Demonstrationsskript Spezielle typen Argumente Wichtige Umgebungsvariablen $HOME - Das Homeverzeichnis des momentanen Nutzers $PATH - Eine mit Doppelpunkt getrennte Liste von Verzeichnissen, in welchen nach ausführbaren Programmen gesucht werden soll $PS1 - DEr Kommandozeilenprompt $PS2 - Sekundärer Prompt, wird genutzt, wenn der Nutzer nach zusätzlichen Eingaben aufgefordert wird $IFS - Der Input Field Seperator enthält eine Liste von Zeichen, die zum Trennen von Wörtern genutzt wird, wenn die Shell Eingaben liest. Im Normalfall ist $IFS auf Whitespaces gesetzt (spaces, tabs, newline, carriage return) $$ - ProzessID des Shellskripts. Wird häufig zum Anlegen von temporären Dateien genutzt, z.b. /tmp/tmpfile $$ $PWD - Momentanes Verzeichnis...

23 Tests if/then Verschachtelung else und elif Erweiterte Tests Fehlerquellen Test Operatoren Wie in jeder anderen Programmiersprache kann man auch in der Shell Bedingungen testen und abhängig vom Ausgang weiterverfahren In der Bash gibt es dazu Das Kommando test Auswertung von eckigen und runden Klammern Die linke eckige Klammer [ ist ein Synonym für das Unix Programm test und aus Effizienzgründen in die Shell eingebaut.

24 if/then if/then Verschachtelung else und elif Erweiterte Tests Fehlerquellen Test Operatoren Das if/then Konstrukt Bei dem if/then Konstrukt ohne Klammern wird der Exit Status von einer Liste von Kommandos interpretiert und bei 0(=Erfolg) ausgeführt Beispiele if [ 2 -gt 1 ]; then echo 2>1! ; fi if cmp a b > /dev/null then echo Dateien a und b sind identisch fi

25 Verschachtelung if/then Verschachtelung else und elif Erweiterte Tests Fehlerquellen Test Operatoren if/then Konstrukte können auch verschachtelt werden if [ Bedingung1 ] then if [ Bedingung2 ] then echo true # wenn Bedingung1 und Bedingung2 wahr sind fi fi

26 else und elif if/then Verschachtelung else und elif Erweiterte Tests Fehlerquellen Test Operatoren else Syntax if [ Bedingung ]; then KommandoA; KommandoB; else KommandoX; KommandoY; fi elif ist das else if in der Shell if [ Bedingung1 ]; then KommandoA; elif [ Bedingung2 ]; then KommandoB; alertelse KommandoC; fi

27 Erweiterte Tests if/then Verschachtelung else und elif Erweiterte Tests Fehlerquellen Test Operatoren [[...]] ist ein erweitertes test Kommando &&,, <, > funktionieren innerhalb [[...]] Bsp.: if [[ test = test && test1 = test1 ]]; then echo true ;fi; analog mit einfachen Klammern if [ test = test ] && [ test1 = test1 ]; then echo true ; fi; Arithmetische Tests mit ((...)) Mit den ((...)) Klammern werden arithmetische Ausdrücke ausgewertet in den Klammern sind arithmetische Operatoren ähnlich dem Unix Befehl let möglich Bsp.: if (( 1+9<7 )); then echo 1+9<7! ; fi Unterschied zu [[...]]: Ausdrücke, die 0 sind geben den Exitstatus 1 zurück, alle nicht-null Ausdrücke 0 (true).

28 Fehlerquellen if/then Verschachtelung else und elif Erweiterte Tests Fehlerquellen Test Operatoren Häufiges Problem bei if/then: if [ $variable = yes ]; then...; fi Wenn $variable null ist, z.b. weil der User bei der Eingabe durch read einfach Return gedrückt hat, führt diese Auswertung zu einem Fehler [:=: unary operator expected Ausweg: sethen bei Tests grundsätzlich in einem schwachem Zitat if [ $variable = yes ]; then...;fi Leerzeichen vor und nach [ bzw. ] nicht vergessen!

29 Test Operatoren if/then Verschachtelung else und elif Erweiterte Tests Fehlerquellen Test Operatoren sehr viele, daher man test Ein paar zufällig gewählte: -e datei existiert (Datei Test Operator) -eq Zahlen sind gleich, Bsp.: if [ $a -eq $b ] (Integer Vergleich) = Strings sind gleich, Bsp.: if [ $a = $b ] (String Vergleich)