Microsoft Word - systemy_operacyjne_cw_04_linux

Ćwiczenie 4

Temat:

Skrypty powłoki
systemowej Bash.

Tworzenie programów w języku
powłoki.

Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest zapoznanie studenta ze składnią języka powłoki

systemowej Bash, między innymi ze zmiennymi systemowymi, zmiennymi

specjalnymi, instrukcjami warunkowymi, pętlami. Student w tym ćwiczeniu

zapozna się z metodami tworzenia własnych programów w języku powłoki oraz

pozna możliwości zastosowania własnych skryptów.

Tworzenie programów w języku powłoki.

Powłoka Bash – Wstęp

Powłoka Bash jest obecnie najpopularniejszym interpreterem poleceń w systemach

Linux. Powstał jako rozszerzenie powłoki „sh”, „ksh” oraz „csh”. Składnia języka pozwala na

tworzenie

własnych

programów

skryptowych,

które

znacznie

ułatwiają

pracę

administratorom systemów oraz umożliwiają zautomatyzowane zarządzanie systemem.

W wielu dystrybucjach systemu Linux podstawowa instalacja (z ang. „base”) nie zawiera

powłoki bash, a jedynie powłokę sh (w takiej sytuacji powłoka bash może zostać oczywiście

doinstalowana). Natomiast większość instalacji typu domyślnego (z ang. „default”) zawiera

powłokę bash jako domyślny interpreter komend. W celu sprawdzenia, czy w systemie

zainstalowany jest interpreter bash oraz w której wersji, wydać należy polecenie:

/bin/bash --version

Skrypty powłoki Bash

Skrypty to pliki tekstowe zawierające polecenia danego języka skryptowego interpretowane

przez zdefiniowany interpreter. Skrypty tym różnią się od innych programów

komputerowych, że nie muszą być kompilowane.

Skrypty pisane w języku powłoki bash powinny mieć rozszerzenie .sh oraz powinny

rozpoczynać się linią informującą, jaki interpreter powinien zostać użyty:

#!/bin/bash

Aby skrypt mógł zostać uruchomiony powinien mieć ustalone prawa dostępu do pliku

umożliwiające jego wykonanie:

chmod 700 moj_pierwszy_skrypt.sh

Skrypt może zawierać dowolne polecenie, które może zostać wydane w konsoli. Skrypty

umożliwiają dodatkowo stosowanie zmiennych, interakcję z użytkownikiem, stosowanie

instrukcji warunkowych, pętli, okien dialogowych itp.

Tworzenie programów w języku powłoki.

Zadanie 1 Pierwszy skrypt powłoki Bash

1. Stworzyć skrypt wg poniższych wytycznych:

1.1. W konsoli tty1, za pomocą edytora Vim stworzyć plik: program_01.sh

1.2. Uzupełnić plik treścią:

#!/bin/bash

echo ”Witaj !”

sleep 5

echo -e ”Minęło 5 sekund! \n Witaj \t\tponownie !!! ”

* polecenie sleep zatrzymuje wykonanie kodu na zadeklarowaną ilość sekund,

natomiast polecenie echo wywołane z flagą -e umożliwia interpretację znaków

reprezentujących (\n) nową linię czy (\t) tabulator.

1.3. Zapisać zmiany i zamknąć edytor Vim

1.4. Zmienić prawa dostępu do skryptu poleceniem:

chmod 700 program_01.sh

1.5. Wykonać skrypt, za pomocą polecenia:

./program_01.sh

Zmienne

W języku powłoki Bash zmienne można podzielić na zmienne:

• programowe

• specjalne

• tablicowe

Zmienne programowe

Zmienne programowe

Zmienne programowe to zmienne tworzone i widoczne w ramach jednego programu.

Zmienne w języku Bash nie mają jawnie zdefiniowanego typu. Ich deklaracja odbywa się na

zasadzie wskazania nazwy zmiennej oraz przypisaniu jej wartości np.:

x=15

y=10

tekst=”Zmienna tekstowa”

W powyższym przykładzie zmienne x,y zostały zdefiniowane jako zmienne liczbowe,

natomiast zmienna tekst jako zmienna tekstowa.

Odwołania do tak zdefiniowanych zmiennych wykonuje się stosując symbol „$” przed nazwą

zmiennej np:

echo $x

echo $y

lub np. poprzez bardziej złożone konstruowanie ciągów tekstowych z wykorzystaniem

polecenia echo:

echo -e "zmienna x wynosi \t$x

$x \nnatomiast y wynosi \t$y

$y"

Przypisywanie wartości do zmiennych programowych

Przypisanie wartości do zmiennej może odbywać się w najprostszym wypadku tak jak to

zostało zaprezentowane w powyższym przykładzie, poprzez bezpośrednie przypisanie :

y=10

Wartość zmiennej może także zostać pograna z konsoli, za pomocą polecenia read, którego

składnia jest następująca:

read nazwa_zmiennej

Polecenie to pozwala na pobranie z konsoli wartości i przypisanie jej do zmiennej np:

echo ”Podaj wartość zmiennej x:”

read x

echo ”Zmienna x wynosi: $x”

Przypisywanie wartości do zmiennych programowych

Za pomocą polecenia read możliwe jest także pobranie wartości kilku zmiennych:

echo ”Podaj dwie liczby oddzielone spacjami:”

read x y

echo ”Zmienna x wynosi: $x \nZmienna y wynosi: $y”

Kolejną metodą przypisywania wartości do zmiennych jest zagnieżdżanie poleceń, których

wyjście zostanie przypisane jako wartość zmiennych.

A=`polecenie1`

W powyższym przykładzie wynik działania polecenia1 zostanie przypisany do zmiennej A.

Należy zwrócić uwagę, iż polecenia zagnieżdżone muszą znajdować się pomiędzy ukośnymi

symbolami apostrofu (symbol ten na klawiaturze znajduje się najczęściej razem z symbolem

„tyldy” (~) . Np:

linie=`cat /etc/group | wc -l`

echo ”Ilość linii w pliku Group wynosi: $linie”

Zadanie 2 Zmienne programowe

1. Utworzyć skrypt: program_02.sh który zapyta o nazwę użytkownika systemowego, a po

wprowadzeniu za pomocą konsoli nazwy użytkownika wyświetli jego ID, oraz ID jego

grupy na podstawie danych w pliku /etc/passwd

Przypisywanie wartości do zmiennych programowych

2. Rozbudować powyższy program o funkcję wyświetlania dodatkowo grupy, do której

należy wskazany użytkownik (na podstawie ID Grupy z pliku /etc/passwd, oraz

odpowiedniej nazwy grupy w pliku /etc/group):

Zmienne specjalne oraz zmienne środowiskowe

Programy pisane w języku powłoki Bash mogą odwoływać się do zmiennych specjalnych. Do

tych zmiennych należą:

• $$ - zmienna reprezentująca PID procesu skryptu

• $# - ilość parametrów przekazywanych do skryptu

• $? - kod powrotu ostatnio wykonywanego polecenia (wartość 0, jeśli polecenie

wykonało się poprawnie, inna wartość jeśli błędnie).

• $0 - nazwa i ścieżka do skryptu

• $1 - pierwszy parametr wywołania ($2 ... $9 – parametry od 2 – 9)

• $@ - wartości wszystkich parametrów

Możliwość przekazywania parametrów do skryptu jest ważnym atutem, ponieważ można

przekazywać do skryptu pewne informacje (np. ścieżkę, flagę itp.) bez wpisywania ich na

stałe do skryptu dzięki czemu skrypt staje się bardziej uniwersalny. Parametry przekazuje się

do skryptu poprzez wpisanie ich po nazwie skryptu, rozdzielonych znakiem spacji np.:

./program_03.sh name 45 2

Przypisywanie wartości do zmiennych programowych

W powyższym przykładzie do skryptu przekazane zostały 3 parametry, dwa liczbowe i jeden

tekstowy.

Zadanie 3 Zmienne specjalne

1. Utworzyć skrypt: program_03.sh, który może zostać wywołany z 5 parametrami.

Program powinien wyświetlić przekazane parametry wraz z innymi zmiennymi

specjalnymi , jak w przykładzie:

Zmienne tablicowe

Podobnie jak w większości języków programowania czy językach skryptowych w powłoce

Bash istnieją zmienne typu tablicowego.

Powołanie zmiennej tablicowej wraz z przypisaniem jej wartości:

tab=(e_1 e_2 e_3)

dostęp do poszczególnych elementów tablicy:

echo ${tab[0]}

echo ${tab[1]}

Przypisywanie wartości do zmiennych programowych

Wyświetlenie wszystkich elementów tablicy:

echo ${tablica[*]}

Ilość elementów tablicy

echo ${#tablica[@]}

Wyrażenia arytmetyczne

Wyrażenie arytmetyczne w skryptach powłoki Bash muszą znajdować się w podwójnym

nawiasie poprzedzonym symbolem $. Obliczenia w powłoce odbywają się tylko na liczbach

całkowitych. Np:

echo $(( 2 + 2 ))

lub operując na zmiennych:

a=2

b=3

wynik=$(( a + b ))

echo $wynik

Instrukcja warunkowa if

Instrukcja warunkowa if w skryptach powłoki Bash realizowana jest wg składni:

if [ warunek ]

then

echo "Warunek spełniony"

lub w przypadku stosowania dodatkowego bloku (else), gdy część kodu powinna być

wykonana w przypadku gdy warunek nie jest spełniony:

Składnia warunku

if [ warunek ]

then

echo "Warunek spełniony"

else

echo "Warunek niespełniony"

Pomiędzy symbolami nawiasów kwadratowych a warunkiem muszą być znaki spacji.

Składnia warunku

Warunki buduje się wg następującej zasady:

[ wyraŜenie operator wyraŜenie ]

Gdzie operatorem może być:

-lt mniejsze niż

-gt większe niż

-ge większe lub równe

-le mniejsze lub równe

= wyrażenia są równe

!= wyrażenia są różne

Możliwe też jest zastosowanie operatorów testujących cechy plików, wg składni:

[ opcja ścieŜka ]

Gdzie opcją może być np:

-e plik istnieje

Składnia warunku

-h plik istnieje i jest linkiem symbolicznym

-d wyrażenie istnieje i jest katalogiem

-r można czytać plik

-w można zapisywać do pliku

-x można plik wykonać

plik1 -nt plik2 plik1 jest nowszy od pliku2

plik1 -ot plik2 plik1 jest starszy od pliku2

Na przykład, aby sprawdzić, czy istnieje plik: /etc/group:

if [ -e /etc/group ]

then

echo "Plik group istnieje"

else

echo " Plik group nie istnieje "

Zadanie 4 Instrukcje warunkowe

1. Napisać program_04.sh który wywołuje się z jednym parametrem liczbowym. Efektem

działania programu jest wyświetlenie informacji, czy podany parametr jest większy,

mniejszy czy równy zero. Jeśli program zostanie wywołany bez parametru program

wyświetli informację „Nie podano parametru”

Składnia warunku

Pętla for

Pętla for nie działa jak pętle for w innych językach operując na podstawie licznika pętli, który

jest odpowiednio zwiększany lub zmniejszany, ale na podstawie listy. Składnia pętli jest

następująca:

for licznik in lista

echo $licznik

done

Taką listą może być np. lista plików z rozszerzeniem .sh w danym katalogu (aby listą był spis

wszystkich plików należy zastosować sam symbol *):

for licznik in *.sh

echo $licznik

done

Lista może być także zdefiniowana bezpośrednio w deklaracji pętli, w takim przypadku licznik

pętli przyjmuje kolejno wartości jawnie zdefiniowane np:

for licznik in 2 3 6 8

echo $licznik

done

Wartości listy mogą być także typu tekstowego, poniższy przykład tworzy 3 pliki: index.html,

kontakt.html oraz news.html:

for licznik in index kontakt news

touch $licznik”.html”

done

Składnia warunku

Jako listy można także użyć zagnieżdżonego polecenia seq, które wyświetla sekwencję cyfr.

Pamiętać jednak należy, iż polecenia zagnieżdżone (tak jak w przypadku przypisywaniu

wartości do zmiennych) muszą znajdować się pomiędzy symbolami cudzysłowów ukośnych

(na klawiaturze najczęściej z symbolem tyldy ~) np:

for licznik in `seq 18 -2 1`

touch $licznik”.html”

done

Składnia polecenia seq:

seq od_liczby krok_sekwencji do_liczby

Zadanie 5 Instrukcje warunkowe

1. Napisać program program_05.sh , który:

1.1. Sprawdzi czy istnieje katalog tmp, jeśli nie, to go utworzy, jeśli istnieje, wyświetli

informację „Katalog tmp już istniał”

1.2. Utworzy w katalogu tmp 10 plików wg wzoru indexNR.html, gdzie człon nazwy NR to

kolejny numer pliku (od 50 – 60).

Pętla while i until

Pętle while oraz until w języku powłoki Bash działają dokładnie tak samo jak w innych

językach. Pętla while jest wykonywana dopóki warunek jest spełniony, np.:

Składnia warunku

a=10;

while [ $a -ge 0 ];

touch plik_"$a".txt

x=$((x - 1))

done

w powyższym przykładzie, dopóki zmienna $a jest większa od zera, pętla tworzy nowe pliki

tekstowe (pętla jest wykonywana, dopóki warunek jest prawdą). Odwrotnie w przypadku

pętli until, gdzie pętla jest wykonywana, dopóki warunek jest fałszem.

b=1;

until [ $b -ge 10 ];

echo plik_"$b".txt

b=$[b + 1]

done

Zadanie 6 Pętle

1. Napisać program program_06.sh , będący grą. Według założeń:

1.1. Program wylosuję liczbę od 1 – 100

Aby przypisać zmiennej losową liczbę zastosować można zmienną systemową,

$RANDOM, która po każdym wywołaniu zwraca losową wartość. Zmienna ta

przyjmuje losowe wartości od 0 – 32767. Dlatego, aby uzyskać zmienną z zakresu od

0 do 100 należy wylosowaną wartość podzielić przez 327. Ponieważ bash operuje

tylko na liczbach całkowitych nie ma konieczności zaokrąglania wyniku:

los=`echo $((RANDOM/327))`

Składnia warunku

1.2. Zapyta użytkownika o podanie dowolnej liczby od 0 do 100.

1.3. Porówna liczbę wylosowaną, z podaną przez użytkownika, a następnie wyświetli

informację, czy liczba podana jest większa, czy mniejsza od wylosowanej, a

następnie ponownie poprosi o podanie liczby.

1.4. Program powinien pytać użytkownika o nowe liczby aż do momentu, gdy

wylosowana liczba zostanie odgadnięta.

1.5. Za każdym razem, gdy użytkownik zostanie poproszony o podanie nowej liczby ekran

powinien zostać wyczyszczony (polecenie clear).

Polecenie wyjścia z programu - Exit

Polecenie exit wywołane w dowolnym miejscu programu przerywa jego działanie. Polecenie

może definiować także kod błędu, czyli powód przerwania. Jest to szczególnie wygodne, gdy

jeden program jest wywoływany przez drugi program, bowiem program wywołujący może

sprawdzić, czy praca programu wywołanego zakończyła się sukcesem (zmienna $? zwróci

wartość 0) czy niepowodzeniem, a wtedy wartość zmiennej $? zwróci taką wartość, jaka

została zdefiniowana przez polecenie wyjścia programu wywołanego (np.”exit 3”) np.:

If [ -e ./tmp ]

then

echo ”katalog nie istnieje, wychodzę”

exit 1

Zadanie 7 Instrukcja Exit

1. Napisać program program_07.sh obliczający potęgę liczby całkowitej przekazanej do

programu jako parametr. Program zakończy działanie jeżeli do programu przekazana

zostanie więcej niż jeden parametr, lub gdy nie zostanie przekazany żaden parametr.