Betriebssysteme I WS 2016/17. Prof. Dr. Dirk Müller. 5 Shell-Programmierung

Transkript

1 Betriebssysteme I 5 Shell-Programmierung WS 2016/17 Prof. Dr. Dirk Müller

2 WS 2016/17 2/20 Motivation Shell-Skript Variablen und Parameter Quoting vordefinierte Variablen Parameterübergabe Kontrollstrukturen Sequenz Alternative (Verzweigung) Iteration (Schleifen) vorzeitiger Abbruch Kommandoverknüpfung Zusammenfassung Überblick

3 WS 2016/17 3/20 Motivation mehrfach identische oder ähnliche Kommandofolgen benötigt unnötiger Tippaufwand fehleranfällig Administration von Linux- bzw. UNIX-Systemen Anlegen von Verzeichnissen, Kopieren (incl. Download), Auspacken und Setzen von Variablen zur Installation einer Anwendung Erstellen und Einspielen von Sicherungen Verteilung von Software auf Rechner in einem Rechnerpool Einspielen neuer Versionen (Aktualisierung)

4 Shell-Skript Folge von Shell-Kommandos in einer ausführbaren Datei mit dem Suffix.sh abgelegt nennt man Shell-Skript keine Dopplung und Name, der Funktion/Zweck gut beschreibt erste Zeile: Angabe der Shell, die genutzt wird in unserer LV: Bash-Shell, also #!/bin/bash angeben Vorbereitung Editieren in einem Texteditor mit dem Magic Word in der 1. Zeile Speichern unter <Name>.sh ggf. chmod u+x <Name>.sh, um die Datei als für den Besitzer ausführbar zu setzen Aufruf./<Name>.sh relativer Pfad zum Shell-Skript im aktuellen Verzeichnis; sonst nicht auffindbar, da aktuelles Verzeichnis nicht im Suchpfad ordentliche letzte Zeile: exit 0 für fehlerfreies Beenden Beenden nach letzter Zeile besser: expliziter Rückgabewert mittels exit <Wert> jeweils letzter Rückgabewert in Variable $? verfügbar Dirk Müller: Betriebssysteme I WS 2016/17 4/20

5 WS 2016/17 5/20 tolower.sh #!/bin/bash # get filename echo -n "Enter File Name : " read filename Zeilenkommentar, geht von der Raute # bis zum Zeilenende Ausgabe einer Zeichenkette -n für am Ende kein Zeilenumbruch # make sure that file exists for reading if [! -f $filename ]; then echo -e "File $filename does not exist.\n" exit 1 Beenden mit Rückgabewert fi ungleich 0, also Fehlercode # convert uppercase to lowercase using tr command tr '[A-Z]' '[a-z]' < $filename -e für Interpretation von Escape-Sequenzen (hier für \n nötig) # clean exit without an error exit 0 Beenden mit Rückgabewert 0, also fehlerfrei

6 Shell-Variablen Ablage von Zeichenketten unter einem Namen Basiskonzept aus höheren Programmiersprachen Zuweisung <Name>=<Wert> <Name>=`<Kommando(-folge)>` read <Name> Auslesen $<Name> bzw. ${<Name>} Variablen vor Zuweisung haben leere Zeichenkette als Wert Löschen unset <Name> alle Variableninhalte anzeigen mittels set Arten Kommandosubstitution Syntax: in Backquotes Semantik: Ausgabe einsetzen Eingabe des Variableninhalts durch Nutzer über stdin Systemvariablen, global, vordefiniert PS1 spezielle Shell-Variablen, schreibgeschützt $? benutzerdefinierte Variablen, zunächst lokal $filename Rückgabewert des letzten Kommandos Dirk Müller: Betriebssysteme I WS 2016/17 6/20

7 Exkurs: Ausblendung von Sonderzeichen: Quoting aka: Entwertung, Maskierung von Sonderbedeutungen Sonderzeichen der Shell: & ; *? [ ] < >! " ' ` \ Ziel: vorübergehendes Ausschalten der Sonderbedeutung 1. \ vor einem einzelnen zu maskierendem Zeichen 2. ' ' schützen alle Zeichen außer ' selbst 3. " " schützen alle Zeichen außer \ ` $ " Backslash behält seine Spezialbedeutung nur vor \ ` $ " <newline> manche Kommandos wie grep mit weiteren Sonderzeichen alternative Syntax: in Mustern, somit dort zusätzliches Quoting $(<Kommando>) Kommandosubstitution mittels Backquotes: `<Kommando>` wird durch die Ausgabe dieses Kommandos ersetzt aktverz=`pwd` echo "$(date): Sie sind im Verzeichnis \"$aktverz\"." Dirk Müller: Betriebssysteme I WS 2016/17 7/20

8 WS 2016/17 8/20 Vordefinierte Variablen (Auswahl) HOME Home-Verzeichnis PATH Suchpfad für Kommandos und Shell-Skripte MANPATH Suchpfad für Handbuch-Seiten SHELL Name der Shell USER Login-Name des Benutzers PS1 System-Prompt PS2 Prompt bei Anforderung weiterer Eingaben IFS Trennzeichen, internal field separator, meist Leerzeichen, \t und \n TZ Zeitzone

9 Parameterübergabe Shell-Skript-Aufruf mit Parametern möglich Skript-Name beim Aufruf in $0 abgelegt bei Aufruf via Link zählt Name des Hard- oder Softlinks Anzahl der Parameter in $# Auslesen über Positionsnummer $1 bis $9 für die ersten 9 Parameter ${10} bis ${99} für die Parameter 10 bis 99 Nachteil: erste n Parameter dann verloren Alternative: shift <n> verschiebt Parameter so, dass nun auf Parameter $<n+1>, $<n+2>, etc. über $1, $2, etc. zugegriffen wird zwei marginal verschiedene Varianten für alle Parameter, nämlich $* und $@ Unterschied nur sichtbar, wenn in doppelten Anführungszeichen "$*" wird durch "$1 $2 $3 " ersetzt, also als ein String "$@" wird durch "$1" "$2" "$3" ersetzt, also als einzelne Strings, geeignet für Weitergabe an andere Kommandos Dirk Müller: Betriebssysteme I WS 2016/17 9/20

10 WS 2016/17 10/20 Spezielle Shell-Variablen (Auswahl) $* und alle Parameter $# Anzahl der Parameter $? Rückgabewert des letzten Kommandos $$ Prozessnummer (PID) der Shell $! Prozessnummer (PID) des zuletzt im Hintergrund aufgerufenen Kommandos $0 Name des Shell-Skripts beim Aufruf $1 bis $9 Inhalt der ersten 9 Parameter $_ letzter Parameter des zuletzt ausgeführten Kommandos

11 WS 2016/17 11/20 testparam.sh #!/bin/bash echo "Mein Name ist \"$0\"." echo "Mir wurden $# Parameter übergeben." echo "1. Parameter = $1" echo "2. Parameter = $2" echo "3. Parameter = $3" shift 3 echo "4. Parameter = $1" echo "5. Parameter = $2" echo "6. Parameter = $3" echo "13. Parameter = ${10}" echo "Alle Parameter zusammen: $*." echo "Meine Prozessnummer (PID) = $$" exit 0

12 test-anweisung Zweck: Prüfen von Dateitypen und Vergleich von Werten Syntax: test <Ausdruck> oder [ <Ausdruck> ] Rückgabewert 0 für true und (meist) 1 für false test -f <Dateiname> Datei existiert und ist 1 reguläre test -d <Dateiname> Datei existiert und ist 1 Verzeichnis test -s <Dateiname> Datei existiert und ist nicht leer test -w <Dateiname> Datei existiert und Schreibrechte test <String> String ist nicht leer auch: <String1> = <String2> und <String1>!= <String2> für Test auf Stringgleichheit und -ungleichheit test <Int1> -ge <Int2> Int1 >= Int2 Leerzeichen nötig! engl. Abk. für Relationszeichen: eq(==), ne (!=), gt(>), lt(<), le(<=) Dirk Müller: Betriebssysteme I WS 2016/17 12/20

13 WS 2016/17 13/20 Sequenz Kommandos durch Zeilenumbruch oder ; getrennt werden sequenziell ausgeführt aka: Kommandofolge Syntaxfestlegung für Schlüsselwörter für Kontrollstrukturen (if, then, ) : am Anfang der Zeile oder nach ; if [! -f $filename ]; then echo -e "File $filename does not exist.\n" exit 1 fi if [! -f $filename ] then echo -e "File $filename does not exist.\n" exit 1 fi then nach Semikolon then am Zeilenanfang

14 WS 2016/17 14/20 Alternative if <Kommandofolge1> then <Kommandofolge2> else <Kommandofolge3> fi Else-Zweig ist optional Schlüsselwort zum Beenden des Blocks ist einleitendes rückwärts ideal mit der Anweisung test zu kombinieren #!/bin/bash filesize=`stat -t $1 cut -d ' ' -f2` if [ $filesize -gt $(expr 1024 \* 1024) ] then echo "Alarm: Datei \"$1\" ist > 1 MB." fi Entwertung, sonst (hier ungewollte) Expansion

15 WS 2016/17 15/20 case-anweisung case <Ausdruck> in <Zeichenmuster>) <Kommandofolge> ;;... esac sukzessives Testen, ob angegebenes Zeichenmuster auf den Ausdruck passt, erster Treffer zählt => Reihenfolge falls ja, zugehörige Kommandofolge ausführen und nach esac weiter #!/bin/bash read color case $color in rot[1-5]) exit 1;; *blau*) exit 2;; g[ei]lb) exit 3;; *) exit 4;; esac ungepaartes ) ist hier korrekt! Schlüsselwort zum Beenden des Blocks ist einleitendes rückwärts Standard-Jokerzeichen wie für Dateinamenexpansion zugelassen zweites ; wie ein break in C zweimal ; ist hier korrekt! Muster * passt auf alles => wirkt wie ein default in C

16 WS 2016/17 16/20 Iteration (Schleifen): while while <Kommandofolge1> do <Kommandofolge2> done konsequent wäre ein od gewesen Ablauf Ausführung von Kommandofolge1 Rückgabewert des letzten Kommandos von Kommandofolge1 ist 0 für true: Kommandofolge2 ausführen und Neustart 1 für false: weiter nach done #!/bin/bash mypassword=hugo match="" while [ "$match"!= "$mypassword" ] do echo "Bitte Passwort eingeben: " read match done exit 0

17 WS 2016/17 17/20 Iteration (Schleifen): for for <Name> in <Werteliste> do <Kommandofolge> done konsequent wäre ein od gewesen Standard, falls in <Werteliste> nicht angegeben: in also Abarbeitung für alle Parameter Werte aus Werteliste (durch Leerzeichen getrennt) werden sukzessive eingesetzt und die Kommandofolge ausgeführt #!/bin/bash for season in spring summer autumn winter do echo "This is $season!" done exit 0

18 WS 2016/17 18/20 break und continue Funktionsweise ähnlich wie in C break: vorzeitiger Abbruch einer Schleife continue: vorzeitiger Abbruch eines Schleifendurchlaufs zusätzlich: Angabe der Anzahl der Level möglich (Standard 1) #!/bin/bash for kalenderwoche in Variablenzugriff in do Anführungszeichen als for wochentag in Mo Di Mi Do Fr defensive Programmierung, do um z. B. Leerzeichen for tageszeit in früh mittags abends nachts zu maskieren do if [ "$tageszeit" = mittags -a "$wochentag" = Do ] then break 2 #equals continue 3 in this case fi echo "Woche $kalenderwoche, $wochentag, $tageszeit" done done done exit 0

19 WS 2016/17 19/20 Kommandoverknüpfung <Kommando1>;<Kommando2> Nacheinanderausführung date; pwd <Komm1>&&<Komm2> [ -f "$1" ] && cat $1 Kommando2 nur ausführen, wenn Kommando1 erfolgreich Risiko: Seiteneffekte im 2. Kommando gewünscht, aber nicht immer ausgeführt <Komm1> <Komm2> [ -d "$2" ] exit 1 Kommando2 nur ausführen, wenn Kommando1 fehlerhaft <Komm1>&<Komm2> make& date Kommando1 wird im Hintergrund ausgeführt und Kommando2 somit parallel gestartet

20 WS 2016/17 20/20 Zusammenfassung Shell-Skripte zur wiederholten Ausführung identischer oder parametrisierter Abläufe, z. B. Download, Sicherung Variablen enthalten zunächst Zeichenketten kontextabhängig als Ganzzahlen (Integer) interpretiert Name beim Aufruf als $0 und Parameter als $1, $2, $3, auslesbar im Skript Kontrollstruktur Alternative kombinierbar mit Anweisung test Test auf Dateitypen und Vergleich von Werten mächtige Mehrfachverzweigung (case) mit Mustererkennung mächtige for-schleife zur Abarbeitung einer Liste Kommandoverknüpfung als sehr kompakte, aber auch kryptische und potenziell gefährliche (Seiteneffekte!) Form