3 UNIX und Linux: Benutzerschnittstelle, Script-Programmierung ...

3 UNIX und Linux: Benutzerschnittstelle, Script-Programmierung und
wichtige Dienstprogramme
Sichtweisen
• Benutzersicht an der Benutzerschnittstelle
• Sicht des Systemprogrammierers an der C-Schnittstelle oder Systemschnittstelle
• interne Sicht des Kerns (Sicht auf die betriebssysteminterne Implementierung der
Funktionen und Datenstrukturen des Kerns)
aus Ehses: Betriebssysteme
3.1 Benutzersicht an der Benutzerschnittstelle
Dateisystem
• Dateien sind langlebige Datenobjekte
müssen vom System verwaltet werden ⇒
• Benutzer / Prozesse können darauf zugreifen
Shell ⇒
• Inhalt:
C-Programm, ⇒
ASCII-Text, Datensätze,..
Viele denkbare interne Strukturen
für UNIX lediglich Folge von Bytes
zugreifbar (Startposition angebbar) ⇒ sequentiell
Dateiname:
• muss Datei eindeutig benennen
• im Prinzip beliebige Zeichenfolge aus Buchstaben, Ziffern und Sonderzeichen
(bei vielen Systemen maximal 255 Zeichen)
• Konvention: Typ des Inhalts wird angehängt (bla.o, bla.c, bla.ps ...)
• versteckte Datei: beginnt mit einem Punkt (z.B. Konfigurationsdateien)
⇒
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Arten von Dateien:
• gewöhnliche Dateien (regular files) Text oder Binärdateien, auf die
wahlfreier Zugriff möglich ist
• Verzeichnisse (directories) enthalten Verweise auf Dateien und weitere
Verzeichnisse
• Gerätedateien (device special files) Schnittstellen zur Hardware, in der
Regel ist nur serieller oder blockweiser Lese- und/oder Schreibzugriff möglich
• Pipes (regular/named pipes) ermöglichen Datenaustausch zwischen
Prozessen, arbeiten nach dem Prinzip eines FIFO-Puffers
Der Dateibaum
• Strukturierung von Dateisammlungen
- Dateisammlungen können sehr groß werden
sollten strukturiert werden ⇒
- Dateien werden in Verzeichnisse eingeordnet
„thematische“ Gliederung möglich ⇒
- Verzeichnisse werden hierarchisch angeordnet
weitgehende Gliederung ⇒
• Bei Anmeldung gelangt man in sein Verzeichnis Eintrag in /etc/passwd
• gleiche Dateinamen können in mehreren Verzeichnissen verwendet werden Dateien
sind somit nur im Kontext des Verzeichnisses eindeutig
• vollständige Dateinamen sind Pfadnamen von der Wurzel abwärts
• Dateinamen müssen nicht vollständig angegeben werden, sondern es können folgende
Konventionen genutzt werden ⇒
Verzeichniskonventionen:
• „.“ deutet auf aktuelles Verzeichnis, “..“ auf übergeordnetes Verzeichnis
• „~“ steht für eigenes Home-Verzeichnis, in Verbindung mit Namen für Home-
Verzeichnis des entsprechenden Benutzers, z.B. ~pohle
• in der Shell Definition und Benutzung von entsprechenden Variablen möglich
• beginnt der Pfad mit einem „/“, so wird er absolut interpretiert, ansonsten erfolgt
Interpretation relativ zum aktuellen Verzeichnis
Hilfsprogramme
/bin - essentielle Programme, wie z.B. sh, ls, rm, mv, mkdir usw.
/sbin - Programme, die vom System selbst benötigt werden, wie z.B. fsck, mount, ifconfig
/usr/bin - Editoren, Compiler, Interpreter und andere wertvolle Utilities
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3.2 Shell
• Die Shell wird für jeden Benutzer nach dem Einloggen gestartet
• Sie ist
- ein Kommandointerpreter, der das Nutzerinterface zu dem Kernel und zu den
Unix-Hilfsprogrammen herstellt
- eine Programmiersprache zur Kombination der Hilfsprogramme
• Hauptmerkmale:
- erlaubt Ausführung der Unix-Kommandos, sowohl synchron als auch
asynchron (Vordergrund/Hintergrund)
- Ein-und Ausgabeumleitung (Lesen/Schreiben von Eingaben/Ausgaben/Fehlern
in/von Dateien anstatt vom stdin/stdout/stderr)
- Kopplung von Kommandos durch Pipes
- Manipulation der Umgebungsvariablen
• Die Shell ist kein Teil des Kernels, sondern Prozess ohne spezielle Privilegien
• Die Shell hat beim Öffnen automatisch Zugriff auf eine Datei, die als Standardeingabe
(zum Lesen, Filedeskriptor 0) bezeichnet wird, auf eine Datei Standardausgabe (zum
Schreiben, Filedeskriptor 1) und auf eine Datei Standardfehlerausgabe (Filedeskriptor
2). Alle drei Dateien sind standardmäßig mit dem Terminal verbunden (Eingabe über
Tastatur, Ausgabe auf den Bildschirm).
Shell-Versionen:
sh: Bourne-Shell
csh: C-shell
tcsh: erweiterte Version der C-Shell
ksh: Korn-Shell
bash: erweiterte Version der Bourne-Shell
Die voreingestellte Shell für den Nutzer kann im File /etc/passwd gesetzt werden.
Finden mit: echo $SHELL
Ändern mit: chsh
Benutzerkommandos
• Benutzer kann Kommandos mit der folgenden Syntax eingeben
kommando_name {-option} [argument} [&]
• Kommandos können sein:
- Alias
- Shell-Funktion
- internes (built-in) Kommando
- externes Kommando
- Shell-Script
• Es existieren Kommandos zur
- Dateiverwaltung
- Prozessverwaltung
- Sitzungsverwaltung
- Ausgabe von Dateiinhalten auf Geräte
- Aufruf von Dienstprogrammen
Bei der Interpretation von Kommandos wird folgende Abarbeitungs-Reihenfolge eingehalten:
1. Alias-Substitution, 2. Built-in Kommandos, 3. Kommandos im Suchpfad
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Gewinnen von Informationen über Kommandos:
# type name Ausgabe, um was für eine Art von Kommando es sich handelt
# alias Auflistung aller definierten Aliasnamen
# set Ausgabe aller definierten Variablen
# help Auflistung aller internen Kommandos
# whatis command Information über den Zweck des Kommandos
# which command Information über den Speicherort
# man command Unix-Dokumentation des Kommandos
# man -k key Ausgabe einer Liste aller Kommandos, die zum Schlüsselwort passen
# info command Dokumentation des Kommandos, mehr Tutorial als man
3.2.1 Alias
Alias = vom Benutzer definierte Abkürzung für einen Befehl
Sie können keine Argumente besitzen.
# alias name=value Erzeugen eines Alias
# unalias name Löschen eines Alias
3.2.2 Shell-Funktion
- ermöglichen die Ausführung von einer Gruppe von Kommandos
- Es können Argumente übergeben werden.
- Shell-Funktionen haben eine höhere Priorität als gleichnamige Shell-Kommandos.
# fct_name(){ commands; commands;} oder # function fct_name(){ commands; commands;}
Auflistung
# declare -f der in der aktuellen Shell definierten Funktionen
# export -f fct_name Exportieren des Funktionsnamens analog zu den Variablennamen
# unset fct_name Entfernen der Funktion
Unterschiede zwischen Shell-Funktionen und Shell-Kommandos:
− Funktionen erhalten einen Teil des Shell-Speichers und brauchen bei Aufruf nicht erst von
der Platte gelesen werden
− Funktionen werden direkt in der aktuellen Shell ausgeführt und sind damit viel schneller
als externe Shell-Kommandos oder Shell-Scripts, für die erst eine Subshell bei der
Ausführung erzeugt werden muss
3.2.3 Interne Kommandos (built-in-Commands)
- Sie sind Teil des internen Quellcodes der Shell.
- Es wird beim Ausführen des Kommandos kein neuer Prozess kreiert.
- Vorteil ist die Ausführungsgeschwindigkeit
- Nachteil: je mehr Kommandos in einer Shell existieren (z.B. 60 in der bash), desto mehr
Speicherplatz wird von der Shell belegt
3.2.4 Externe Kommandos
− Sie befinden sich auf der Festplatte, z.B. in /bin
• Schritte bei der Kommandoausführung:
- Eingabe des Kommandos durch Benutzer
- Analyse des Kommandos durch die Shell
- Prozesserzeugung durch die Shell
- Kommandoausführung durch den Prozess
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- Zurückliefern des Ergebnisses von dem Prozess an die Shell und terminieren
- Weitergabe des Ergebnisses von der Shell an den Benutzer
- Ausgabe des Prompt von der Shell
− Subshell hat gleiche Umgebung (z.B. alle exportierten Variablen gelten hier gleichfalls),
aber es können von Seiten der Subshell keine Änderungen an der Shell vorgenommen
werden
3.3 Wichtige Kommandos
Ausgabe
Kommandos zu Anzeigen des Inhalts von Dateien
cat Dateiname der Datei
more Dateiname Ausgabe der Datei
less Dateiname Ausgabe der Datei
head Betrachten des Dateianfangs
tail Betrachten des Dateiendes
wc [-Option] Datei Zählen der Wörter
od [-Option] Datei Dump des Dateiinhalts im angegebenen Format
cut [-Option] Datei Entfernen von Bereichen aus jeder Zeile von Dateien
Kommandos zu Verwalten von Dateien
ls [-Option] Datei Auflisten von Dateien in Verzeichnissen
cp [-Option] Quelldateien Ziel Kopieren von Dateien
mv [-Option] Datei1 Datei2 Umbenennen von Dateien
mv [-Option] Datei Verzeichnis Verschieben von Dateien
rm [-Option] Datei Löschen von Dateien
ln Datei neuerName Anlegen eines Hardlinks
ln -s Datei neuerName Anlegen eines Softlinks
find [path] Datei Suchen von Dateien in einer Verzeichnishierarchie
Hardlink
Abb. aus: http://www.feyrer.de/SA/03-hilfsprogramme.html
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Symbolischer (Soft-) Link
Abb. aus: http://www.feyrer.de/SA/03-hilfsprogramme.html
Kommandos zu Verwalten von Verzeichnissen
pwd Anzeigen des aktuellen Pfads
cd Verzeichnis Wechseln in das Verzeichnis
mkdir Name Erzeugen eines Verzeichnisses
rmdir name Löschen eines Verzeichnisses
du Ausgabe der Plattennutzung
Kommandos für Benutzer und Zugriffsrechte
id Ausgabe von UID und GID
whoami Ausgabe des Benutzernamens
groups Ausgabe des Gruppennamens
chown user file Ändern des Eigentümers einer Datei
chgrp group file Ändern der Gruppe einer Datei
chmod [ugo][+-=][rwx] file Ändern der Zugriffsrechte
umask Ausgabe der aktuell gesetzten Rechte
touch dateiname Setzen eines neuen Zeitstempels, falls Datei noch nicht existiert,
wird leere Datei angelegt, sinnvoll für Protokolldateien
Bedeutung bei Dateien für
Besitzer(user – u), Gruppe (group – g), Rest (others – o), alle (all – a)
x - Ausführungrecht, r - Leserecht, w – Schreibrecht
+: Rechte werden zusätzlich zu den vorhandenen vergeben, -: Rechte werden
entzogen, =: Rechte ersetzen die bisherigen Rechte
Beispiele:
a = r Alle dürfen nur lesen
u + w Der Besitzer erhält zusätzlich Schreibrecht
o - r Der „Welt“ wird Leserecht entzogen
go = rx Der Gruppe und der „Welt“ wird Les- und Ausführungsrecht erteilt
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Oktalzahl-Darstellung der Rechte
r w x Kennzahl Bedeutung
0 0 0 0 keine Rechte
0 0 1 1 Ausführung, weder Lesen noch Schreiben
0 1 0 2 Nur Schreibrecht
0 1 1 3 Schreib- und Ausführungsrecht, kein Lesen
1 0 0 4 Nur Leserecht
1 0 1 5 Lese- und Ausführungsrecht
1 1 0 6 Lese- und Schreibrecht, kein Ausführungsrecht
1 1 1 7 Lese-, Schreib- und Ausführungsrecht
Bedeutung des Fehlens einer Berechtigung bei Verzeichnissen
x - kein Wechsel in das Verzeichnis erlaubt
r - Dateinamen können nicht gelesen werden
w - Dateien dürfen weder gelöscht noch unbenannt oder hinzugefügt werden
Anzeigen
Kommandos für Informationen und Handling von Prozessen
ps [-Option] der Prozessliste
kill Prozess-ID oder kill %Jobnummer Abbruch eines Prozesses
Kopplung von Kommandos und Umleitung von Ergebnissen
Umleitung der Standardeingabe: <
Umleitung der Standardausgabe: > (Ersetzen des File-Inhalts) , >> (Anhängen an die Datei)
Pipe: Nutzung der Ausgabe des einen Kommandos in der Pipeline als Eingabe für das
nachfolgende Kommando. Sollen mehrere Kommandos als Eingabe in der Pipe
dienen, müssen sie mit einer Klammer verbunden werden.
Datenabzweigung: tee (T-Stück) ; zapft eine Pipe an und kopiert seine Eingabe sowohl in die
angegebene Datei als auch in die Standardausgabe
Hintergrundbearbeitung und Reihenfolge:
cp datei1 /test & Abarbeitung im Hintergrund
ls;date Abarbeitung hintereinander
ls &
date & parallele Abarbeitung der beiden Programme
prog1 && prog2 Start von prog2 nur bei Erfolg von prog1
prog1 || prog2 Start von prog2 nur bei Misserfolg von prog1
fg %Jobnummer Prozess in den Vordergrund holen
hg %Jobnummer Prozess in den Hintergrund schieben
Nutzung von Wildcards beim Kommandoaufruf
Wildcards: spezielle Symbole, die für ein oder mehr Zeichen stehen (außer Punkt als erstes
Zeichen); werden zur Identifikation von Dateien und Verzeichnissen genutzt; erlauben die
Auswahl vieler Dateien durch Angabe von nur einer Spezifikation
* : repräsentiert eine Sammlung von beliebigen Zeichen unterschiedlicher Länge >=0;
(Zeichen kann kein Punkt sein, wenn es das erste Zeichen ist)
?: repräsentiert ein einzelnes beliebiges Zeichen
[...]: Einträge innerhalb der Klammern stehen für ein einzelnes Zeichen
[!...]: Ausschluss aller Zeichen innerhalb der eckigen Klammern
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3.4 Shell-Variablen
3.4.1 Arten von Variablen
− Betrachtung der Shell als Kommandointerpreter
In diesem Fall hat die Shell eine Umgebung mit vordefinierten Variablen,
Shellfunktionen und einer Liste mit Filedeskriptoren für geöffnete Files usw.
Jeder Kindsprozess erhält bei seiner Erzeugung diese aktuelle Umgebung
Umgebungsvariablen (globale Variablen): gekennzeichnet durch Großbuchstaben z.B.
HOME, PATH, PWD, UID, ...
− Betrachtung der Shell als Programmiersprache
Variablen werden zur Speicherung von temporären Informationen benötigt. Sie werden
vom Benutzer oder vom System definiert und sind lokal bezogen auf den Prozess.
3.4.2 Erzeugung von Variablen
Direkte Bezeichnung
variable=value variable: erstes Zeichen darf keine Zahl sein
value: String oder bei bash auch Integer-Variable
links und rechts vom Gleichheitszeichen sind keine Leerzeichen erlaubt.
Ausgabe des Wertes mit echo $variable
Nutzung des declare-Befehl der bash-Shell:
Erlaubt Zuweisung bestimmter Eigenschaften an die Variable:
> declare –i counter=1 Integer-Variable
> declare –r xyz=“const“ schreibgeschützte Variable
> declare -x xyz=“const“ Export der Variable
Erzeugung durch Einlesen
Nutzung des internen read-Kommandos, Verwendung hauptsächlich in Shell-Scripts
echo –n “Eingabe der Namen:”
read x1 x2 x3
> read x1 x2 x3
123 456 789 abc def
> echo $x1 @ $x2 @ $x3 @
123 @ 456 @ 789 abc def @
Zuweisung der Ausgabe eines Kommandos zu einer Variablen
variable=$(command) (in älteren Shell-Versionen auch variable=`command`)
3.4.3 Zugriff auf Variablen und Ausgabe der Werte
Verbindung von Variablen: a=$a$a$a bzw. a=${a}26
Ausgabe des Wertes mit echo $variable
Ausgabe des Wertes und der Attribute einer bestimmten Variable: declare –p variable
Ausgabe aller lokalen und globalen Shellvariablen: set oder declare (ohne Argumente)
Auflistung der schreibgeschützten bzw. Integer-Variablen: declare –r oder declare –i
Anzeige aller globalen Variablen: env, printenv, declare –x oder export
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3.4.4 Export von Variablen
Überführung der lokalen in eine globale Variable erfolgt mittels
export variable export var=value
declare –x variable declare –x var=value
3.4.5 Löschen und Zurücksetzen von Variablen
Zurücksetzen von Variablen: variable=
Löschen von Variablen: unset variable
Schreibgeschützte Variable können nicht gelöscht werden
3.4.6 Definition von Feldern
Neuere Shells (bash und korn) ermöglichen die Definition von eindimensionalen Feldern
• Zuweisung mit declare
declare –a name
name=(test1 test2 test3) oder in einem Schritt
declare –a name=(val1 val2 val3)
• Zuweisung von Werten zu einzelnen Feldelementen
declare –a name
name[i]=vali i,j=0, 1,..,N
name[j]=valj
Es gibt dabei keinen maximalen Wert für N und keine Festlegung, dass die Indizes
kontinuierlich bezeichnet werden müssen.
• Einlesen
read –a name
• Zugriff
${name[index]}
Index @ oder * steht für alle Indizes
3.4.7 Berechnungen mit Variablen
• Alte Shells (Bourne-, C-): Interpretation von String-Variablen als Zahlen mit dem
expression-Kommando
variable=$(expr expression) mit expression: arg1 operator arg2
Operatoren: +, -, *, /, % (Punkt geht vor Strichrechnung, Klammern sind möglich,
müssen aber quotiert werden Voransetzen des \)
Beispiel:
a=123; b=456
c=$(expr $a + $b) Leerzeichen beachten, sonst Interpretation als String
echo $c
468
• Neuere Shells (Bash, Korn): Deklaration als Integer-Variable oder Nutzung des let-
Kommandos
Beispiele:
declare –i a; declare –i b
a=3*2
b=a
echo $a $b
6 6
9

let “x=4“ “y=5“ “z=x*y“
echo $x $y $z
4 5 20
Wenn nur ein Ausdruck folgt: $((expression)) oder $[expression]
x=4; y=-5
z=$[x*y+22]; echo $z
2
Beachte: $(command) Kommando ersetzen
$[expression] Ausdruck bewerten
${name} Referenziert eine Variable
3.4.8 Kommando-Zeile und spezielle Parameter
Kommandozeile:
$0: Kommandoname
$1, $2, ..$9: Argumente
spezielle Variablen:
$$: PID der aktuellen Shell
$?: Rückgabewert des letzten Shell-Kommandos (0:ok, >0: Fehler)
$#: Anzahl der Argumente
$*: steht (als Parameter) für alle Positionsparameter (In Anführungszeichen steht ''$*''
für ein einziges Wort, bestehend aus dem Inhalt aller Positionsparameter mit
Leerzeichen als Trennzeichen.)
$@: steht ebenfalls für alle Positionsparameter (In Anführungszeichen wird es durch die
Werte der einzelnen Positionsparameter (jeweils ein einzelnes Wort) ersetzt.)
3.4.9 Sonderzeichen als Parameter - Quotierung
Quotierung wird zur Ausschaltung der speziellen Bedeutung von Kontrollzeichen,
reservierten Wörtern oder Namen benutzt. So können Parameter an Funktionen übergeben
werden, die Sonderzeichen, Namen oder reservierte Wörter enthalten. Die Shell nimmt in
diesem Fall keine Veränderung an den Parametern vor.
Es gibt drei Formen der Quotierung:
1. durch das Fluchtsymbol \ (Backslash)
2. durch Hochkomma ' (Quote)
3. durch Anführungszeichen '' (Doublequote)
Das Fluchtsymbol wirkt sich auf das unmittelbar folgende Sonderzeichen aus. Ein durch das
Fluchtsymbol entwertetes Zeilenende wird ignoriert.
Die in Hochkommata eingeschlossenen Wörter werden von der Shell nicht weiter bearbeitet.
(Sonderfall: Ein Hochkomma darf in keinem Fall in Hochkommata eingeschlossen werden.)
Von den in Anführungszeichen eingeschlossenen Wörtern erkennt die Shell nur die
Sonderzeichen $, ' und \ als solche. Alle anderen Wörter bleiben unbearbeitet. Das
Fluchtsymbol behält seine Bedeutung aber nur, wenn es von einem der Zeichen $ ' '' \ oder
dem Zeilenende (RETURN) gefolgt wird. Ein Anführungszeichen darf zwischen zwei
Anführungszeichen stehen, wenn es durch ein Fluchtsymbol eingeleitet wird.
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3.5 Shell-Scripts
• Shell Script: Sammlung von ein oder mehreren Shell-Kommandos und
Kontrollstrukturen
• Verwendung von Shell-Variablen ermöglicht flexible und allgemeine Skripte
• Shell arbeitet als Interpreter und nicht als Compiler
• Erste Zeile eines Skripts: #!/path/shell z.B. #!/bin/sh
• Aufruf eines Skripts
es
- mit einer Shell
wird ein Kindsprozess generiert, in dem die Script-
Kommandos ausgeführt werden; in dem Fall braucht das x-Schutzbit nicht
gesetzt zu sein
> sh –opt script arguments
opt: -x: Anzeige der Kommandos, wenn sie ausgeführt werden,
Markierung mit +, Ersetzung/Erweiterung der Argumente, wenn
sie Wildcards oder Shell-Variable enthalten
-v: Anzeige der Zeile im Skript, wenn die Shell sie liest,
keine Erweiterung der Argumente
-n: Anzeige der Kommandos, keine Ausführung
-e: Abbruch des Skripts, wenn ein Befehl einen exit-Status hat
- direkter Aufruf
> script arguments oder abhängig vom Pfad > ./ script arguments
x-Schutzbit muss gesetzt sein
(Debug-Optionen können gesetzt werden, z.B. mit # set –xvne bzw.
set +xvne
Schritte bei der Interpretation einer Kommandozeile durch die Shell:
1. Zerlegung des Kommandos anhand von Trennzeichen in atomare Sinneinheiten
(Wörter und der Meta-Zeichen)
2. Interpretation der einfachen Hochkommas und der Anführungszeichen
3. Ersetzung der Aliase
4. Ein- und Ausgabeumlenkung (, |) identifizieren
5. Variable ersetzen ( $xxx )
6. Ersetzen der Kommandos ( §(xxx) oder `xxx` )
7. Dateinamenserweiterung ( * oder ? )
3.5.1 Shift-Kommando
• wenn die Anzahl der Argumente variiert, würden feste Variablennamen, wie $5 oder
$9 sehr unflexibel sein
• shift bewegt ein Argument von der Liste und verschiebt alle anderen um eine Zahl
• Zurückverschiebung ist nicht möglich
3.5.2 Set-Kommando
• Neudefinition der Zuordnung der Argumente innerhalb des Skripts
• Hilfreich in interaktiven Scripts und für die Speicherung und Zuordnung der Ausgabe
von Unix-Kommandos
$1=w1,
• Bsp.: set w1 w2 w3
> oldparams=“$*“
> set something else
... use the new arguments
> set $oldparams
$2=w2, $3=w3
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3.5.3 Bedingungsanweisungen
if-Anweisung
Syntax:
if test-Kommando
then
Anweisungen # Ausführung wenn Test-Kommando 0 („true“) liefert
[ elif test-Kommando
then
Anweisungen ]
[ else
Anweisungen # Ausführung wenn Test-Kommando 1 („false“) liefert ]
fi
Schreiben der Sequenz ist auch in eine Linie möglich:
if test; then cmd1; else cmd2; fi
Möglichkeiten des Test-Kommandos: test condition oder [ condition ] (Beachte: Leerzeichen
zwischen Klammer und Bedingung)
Bsp.: test –d file oder [ -d file ]
case-Anweisung
Syntax:
case Zeichenkette in
pat1 [ |pat2 ] .. ) Anweisungen ;;
pat3 ) Anweisungen;;
...
patn ) Anweisungen ;;
*) ansonsten ausgeführte Anweisungen;;
esac
Die case-Anweisung basiert auf dem Matching von Zeichen. Der | wird genutzt zur Separation
verschiedener Ausdrücke genutzt.
Die case-Anweisung ist schneller als die if-Anweisung, da hier nur Mustervergleiche anstatt
einer Anweisung zur Ermittlung des Wahrheitswertes durchgeführt werden müssen.
3.5.4 Schleifen
for-schleife
Syntax:
for Variable [ in Wortliste ]
do
Anweisungen
done
Es existieren vier Möglichkeiten zur Definition der Laufvariablen in for-Schleifen:
1. explizite Wörter-Liste (z.B. for person in Amalia Clara Maria)
2. Wörter-Liste mit Kommando-Ersetzung (z.B. for file in $(ls))
3. Wörter-Liste mit regulärem Ausdruck (z.B. for file in *.c)
4. Wörter-Liste = Argumentliste (z.B. for i)
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Die for-Schleife kann als normales Kommando angesehen werden. Sie kann umgeleitet, mit
anderen Kommandos gekoppelt oder im Hintergrund gestartet werden usw.
while /until-Schleifen
Syntax:
while / until test-Kommando
do
Anweisungen
done
Die Anweisungen werden solange ausgeführt, bis das Test-Kommando einen exit-Status von
0 (bei while) bzw. von 1 (bei until) hat.
Die until-Schleife ist equivalent zu:
while [ !Bedingung ]; do Anweisungen; done
$data“
Nutzung der while-Schleife in komplexen Anweisungen:
> ls –l | while read data; do echo „ ; done
> ls –l | while read data; do echo „ $data“ ; done | grep „watch“
3.5.5 Standardisierte Parameterübergabe mit der getopt-Funktion
Herausfilterung von Optionen aus der Kommandozeileneingabe beim Aufruf von Shell-
Skripten
• getopts wird mit mindestens zwei Argumenten aufgerufen
getopts OPTSTRING $*
OPTSTRING: Zeichenkette, die alle zulässigen Optionszeichen enthält; folgt ein „:“, besitzt
diese Option ein Argument (Angabe mit oder ohne Leerzeichen)
$*: Kommandozeileneingabe beim Aufruf des Shell-Scripts
Der Index des nächsten zu verarbeitenden Arguments, das keine Option ist, ist in OPTIND
gespeichert (Die Initialisierung von OPTIND erfolgt mit 1), wenn getopts beendet ist.
3.6 Hilfsprogramme zur Textverarbeitung
3.6.1 Durchsuchungsbefehl: grep
- Heraussuchen und Anzeigen von bestimmten Zeichenketten aus einer oder mehreren
Dateiinhalten; standardmäßig (wenn keine Optionen verwendet werden) erfolgt die
Ausgabe der Zeilen mit der gesuchten Zeichenkette und des Dateinamens, falls mehrere
Dateien durchsucht werden sollten
- grep ist ein Filter mit der Standardeingabe stdin und der Standardausgabe stdout
- der exit-Status ist 0, wenn die Zeichenkette in der Datei auftrat und 1 im anderen Fall
- Syntax: grep [Optionen] Zeichen [Dateien]
- Beachte: die Dateinamen werden durch die Shell vervollständigt (Wildcards) und die
Zeichenkette wird von grep vervollständigt (reguläre Ausdrücke)
- Zeichenkette in Anführungszeichen setzen, damit Shell das Muster nicht expandiert
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Reguläre Ausdrücke
Allgemeine Regeln:
- Reguläre Ausdrücke arbeiten nur innerhalb einer Zeile (\n als Linienende-Zeichen ist ein
Trennzeichen und reguläre Ausdrücke untersuchen den Text zwischen zwei Trennzeichen)
- Wenn ein regulärer Ausdruck mit mehr als einer Zeichenkette in der Zeile übereinstimmt,
wird die längste genommen (im Fall gleicher Länge die erste)
Es gibt drei bedeutende Teile bei einem regulären Ausdruck:
- Anker zur Angabe der Position eines Zeichens
o ^ Startanker für den Beginn einer Zeile
o $ Endeanker für das Ende einer Zeile
- Zeichenmengen
o Einzelne Zeichen oder Angabe von alternativen Zeichen in eckigen Klammern
o Ausschluss von Zeichen durch [^..] (anstatt [!..] bei Wildcards)
o Beliebiges Zeichen: Angabe eines Punktes (anstatt ? bei Wildcards)
erweiterte reguläre Ausdrücke (grep –E oder egrep)
o Kombination komplexer Ausdrücke ist mit | (oder) möglich, wobei die
Zeichen von Klammern umschlossen sind.
- Modifikatoren für Wiederholungen
o x*: ein Zeichen (x) 0- oder mehrmals
erweiterte reguläre Ausdrücke (grep –E oder egrep)
o x?: ein Zeichen (x) 0- oder 1-mal
o x+: ein Zeichen (x) 1- oder mehrmals
- Weitere Zeichen:
o ^$: leere Zeile
o ^text$: Zeile die nur angegebenen Text enthält
o \: Wortende
wichtige Optionen von grep:
-h: unterdrücken der Dateianzeige
-v: invertieren der Ausgabe (alle Zeilen, wo Zeichenkette nicht vorkommt)
-w: Suchmuster stellt vollständiges Wort dar
-i: Ignorieren von Groß- und Kleinschreibung
-c: Zählen der Zeilen, aber keine Ausgabe
Spezielle grep Metazeichen:
[[:alnum:]] - alphanumerisches Zeichen
[[:alpha:]] - Buchstabe (groß oder klein)
[[:cntrl:]] - Control-Zeichen
[[:digit:]] - Zahl
[[:lower:]] - Kleinbuchstabe
[[:upper:]] - Großbuchstabe
[[:space:]] - Leerzeichen
[^[:class:]] - Negation einer Zeichenklasse
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3.6.2 Ersetzungsbefehl - sed
- sed ist ein nicht-interaktiver stream-orientierter Editor
- sed transformiert eingehende Daten von der Standardeingabe durch Ausführung der
eingegebenen Editor-Kommandos und sendet die transformierten Daten zur
das
Standardausgabe
editierte File wird somit nicht geändert
- sed-Kommandos sind global und werden auf alle Zeilen der Eingabedatei angewandt
- Nutzung von sed ist sinnvoll
o Durchführung von automatische Editieraufgaben in einer oder mehreren
Dateien
o Zeichenkonvertierungsaufgaben
- Syntax: sed [Optionen] Editierkommando(s) [Eingabedatei(en)]
wichtige Optionen von sed:
-e: kennzeichnet jedes Editierkommando, wenn mehrere folgen
-f: gibt an, dass der Dateiname eines Scripts folgt, welches die Editierkommandos enthält
Editierkommandos
• Adressen: es können keine, eine oder zwei Adressen spezifiziert werden, um Zeilen zu
definieren, in denen das Editieren erfolgen soll. Folgende Mechanismen können dabei
benutzt werden:
− Keine Angabe: alle Zeilen
− Nummer: genau diese Zeile
− Start, Ende: alle Zeilen von "Start" bis "Ende"
− $: Symbolisiert die letzte Zeile
− RegEx: Zeilen, die den Regulären Ausdruck enthalten (reguläre Ausdrücke müssen in
Schrägstriche eingeschlossen sein)
− 1, RegEx: von Zeile 1 bis zur ersten Zeile, die RegEx enthält
• Kommandos:
− s: Ersetzen der ersten durch die zweite Zeichenkette
− d: Löschen von Zeilen
− i: Einfügen von Text in die Ausgabedatei
− a: Anhängen von Text an die Ausgabedatei
− w: Schreiben der Änderungen in eine Datei
− y: Zeichentausch (jedes Zeichen in der ersten Zeichenkette wird mit dem Zeichen an
der entsprechenden Position in der zweiten Zeichenkette ersetzt
− p: Ausgabe der Zeilen der Datei (in Verbindung mit Option –n)
• Flags (vor allem für das Ersetzungskommando):
− g: global (ersetzt alle Instanzen)
− n: ersetzt die n-te Instanz
− p: Ausgabe der Zeile nach stdout, wenn die Ersetzung erfolgreich war
3.7 Zusammenfassung – Shellprogrammierung
Vorteile von Shell-Programmen:
− direktes Arbeiten: kein Kompilieren der Programme erforderlich schnelles Erstellen
und Testen möglich
− Portabilität der Programme
− im Unterschied zum interaktiven Arbeiten im Kommandomodus: Unabhängigkeit von
Programmerstellung und Nutzung
− Erhöhung der Systemsicherheit indirekte Rechtevergabe
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Nachteile:
− Leichtes kopieren und manipulieren der Scripte möglich Programme liegen im
Quelltext vor
− Debuggen größerer Projekte ist schwierig
− Interpreterprogramme Langsamkeit bei der Ausführung
Typische Anwendungsbeispiele:
− Kleine Hilfsprogramme, die eng mit den Unix-Kommandos verzahnt sind
− Installationsprogramm, Setup-Programme, Konfigurationsprogramme
− Einfache automatische Textverarbeitung
− Komplexe Programmaufrufe je nach System für den einfachen Anwender erleichtern
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