Bash - przypomnienie

W pierwszym semestrze, na przedmioche UKOS zajmowaliśmy się obsługą systemów operacyjnych od strony praktycznej, na tym przedmiocie postaramy się ugryźć temat systemów operacyjnych od strony technicznej. Niemniej, zaczniemy od przypomnienia i wyrównania poziomu.

Powłoka systemowa, z ang. shell to specjalny program, który pośredniczy pomiędzy systemem operacyjnym a użytkownikiem. Powłoka przyjmuje polecenia od użytkowanika, przekazuje je do programów i (opcjonalnie) zwraca wynik działania programu. Powłok systemowych jest mnóstwo, jednak tymi nabardziej znanymi są

• bash - Bourne-Again Shell - standardowa powłoka UNIX
• cmd.exe - Windows 2000 i nowsze
• fish - friendly interactive shell
• zsh - UNIX/macOS

Powyższe są powłokami tekstowymi, ale to nie jest jedyny rodzaj powłoki systemowej, te same zadania bowiem spełnić mogą powłoki graficzne, jak

• Windows Explorer
• finder
• GNOME Shell

Zmienne

W systemach unixowych zmienne programowe(ew. lokalne – dla nas po prostu zmienne), czyli takie, które są wykorzystywane wewnątrz skryptu, nie są dostępne dla innych programów. Przechowywane są w formie klucz:wartość. Zwykle zapisujemy je małymi literami, chociaż nie jest to wymagane

zmienna=jajco
zmienna=10
zmienna = SOP to super przedmiot #błąd 

W powyższym przykładzie wkradł się błąd - dlaczego takie rozwiązanie jest błędne? Pownieważ takie polecenie bash zrozumie jako próbę uruchomienia programu zmienna z argumentami =, SOP, to itd. Jeśli chcelibyśmy takiego zawierającego spacje stringa przypisać do zmienej, to powinniśmy zamknąć go w cudzysłów.

zmienna="SOP to super przedmiot"

Odwoływać się do zmiennej w bashu można poprzez postawienie przed jej nazwą znaku $. Odwoływać się do zmiennej można właściwie wszędzie, tak długo, jak będzie to w obrębie tej samej instacji powłoki, ponieważ zwykłe zmienne są niedostępne poza nim - tak jak zmienne lokalne wewnątrz jakiegoś programu.

michal@MacBook-Air ~ % zmienna=10
michal@MacBook-Air ~ % echo 'Pożycz no $zmienna złotych'
Pożycz no $zmienna złotych
michal@MacBook-Air ~ % echo "Pożycz no $zmienna złotych"
Pożycz no 10 złotych

Powyższy przykład prezentuje różnicę pomiędzy interpretacją zmiennej zamkniętej w apostrofy, a zamkniętą w cudzysłów. To dość ważny mechanizm, nie jeden student już na tym poległ, więc warto pamiętać.

Zmienne środowiskowe

Specjalnym rodzajem zmiennych są zmienne środowiskowe. Zmienne programowe są widoczne tylko w bieżącej instancji powłoki, tj. w aktualnie wykonywanym skrypcie, terminalu. Zmienne środowiskowe natomiast będą widoczne w obrębie całej powłoki. Te zapisujemy zwykle wielkimi literami

export SOP="super przedmiot"

Do takiej zmiennej uzyskujemy dostęp w dokładnie taki sam sposób jak do zwykłej, stawiając przed jej nazwą znak $. Do listy wszystkich zadeklarowanych zmiennych środowiskowych uzyskamy dostęp przy użyciu polecenia

printenv

Skrypty

Skrypty basha pozwala nam wykonać serię akcji (poleceń) terminala, nie wymagając od nas równocześnie wchodzenia w ogóle w terminal. Podstawowa zasada jest taka: wszystko, co możemy odpalić z terminala, możemy również wykonać przy użyciu skryptu. Odwrotnie też działa: wszystko co możemy zrobić w skrypcie, zadziała również w terminalu.

#!/bin/bash
echo podaj liczbę
read zmienna

echo podałeś $zmienna

expr $zmienna + 10

ten umiarkowanie ambitny skrypt odczyta od użytkownika liczbę do zmiennej, wydrukuje ją oraz wypisze wynik dodania jej do 10.

podaj liczbę
10
podałeś 10
20

Strumienie

Każdy proces w systemach UNIX działa według tego samego schematu - pobiera dane ze standardowego wejścia, wynik działania wysyłają na standardowe wyjście, błędy przekierowują na standardowe wyjście błędów.

• stdin (domyślnie klawiatura) - strumień wejściowy
• stdout (domyślnie terminal) - strumień wyjściowy
• stderr (domyślnie terminal) - strumień wyjściowy błędów

Możemy jednak tymi strumieniami bez problemów zarządzań i przekierowywać je w inne miejsca, np. zapisać strumień wyjściowy do pliku, przekazać go do innego polecenia, albo wysłać do sinka (/dev/null/).

• < pozwoli na przekierowanie strumienia wejściowego.

  less jajco.txt
  

  to to samo co

  less < jajco.txt
  

• > pozwala na przekierowanie stdout do pliku. W tym przypadku, jeśli plik istnieje, to jego zawartość zostanie zastąpiona przyjętym strumieniem
• >> również pozwoli na przekierowanie stdout do pliku, z tą różnicą, że w tym wypadku przyjęty strumień nie zastąpi zawartości pliku, a zostanie dopisany na jego końcu
• | pozwala na przesłanie stdout jednego polecenia na stdin kolejnego, np.

  sort przyklad.txt | nl
  

• 2> i 2>> analogicznie jak przekierowania stdout, jednak w tym przypadku przekierowywany będzie stderr

Przydatne polecenia

Większość z nich pojawiła się już na UKOS - przynajmniej na moich, ale dla przypomnienia

• Pliki i katalogi
  • cd - zmiana katalogu roboczego
  • ls wyświetlenie listy plików i katalogów
  • mkdir - tworzenie nowego katalogu
  • touch - tworzenie nowego pustego pliku
  • rm - usuwanie pliku
  • rmdir - usuwanie katalogu
  • cp - kopiowanie
  • mv - przenoszenie
  • tree - drzewko plików i katalogów
• Praca na tekście
  • sort - sortowanie wierszy
  • nl - numerowanie wierszy
  • wc - zliczanie wierszy, słów i znaków
  • head - wyświetlenie pierwszych n linii pliku
  • tail - wyświetlenie ostatnich n linii pliku
  • grep - wyszukiwanie patternów (regex)

Zadania do laboratorium

Rozwiązania zadań proszę przesyłać w oddzielnych plikach.

1. W katalogu Dokumenty (Documents) utwórz poniższą hierarchię katalogów:

    Example
    ├── JAZ
    ├── Przepisy
    │   ├── Kolacje
    │   ├── Obiady
    │   └── Sniadania
    ├── SOP
    └── PRI
   

   Proszę o przesłanie rozwiązania jako wycinka historii terminala (polecenie history)

2. Napisz skrypt, który pobierze plik mhyla.com/repo/cars.txt, posortuje go malejąco, ponumeruje linie i zapisze pierwsze 20 do pliku lista.txt
3. Napisz skrypt, który przyjmie od użytkownika liczbę 1-20 i wyświetli samochód z pliku lista.txt o indeksie równym tej liczbie