Sop_05_lab.pdf

Laboratorium systemów operacyjnych – ćwiczenie nr 5.

[ilość modułów: 1,5]

Temat zajęć: Tworzenie skryptów powłoki systemu operacyjnego.

Zmienne środowiskowe oraz ich eksportowanie, argumenty

wywołania skryptów, instrukcja warunkowa, pętle, pobieranie

wartości w trakcie wykonywania skryptu, uruchamianie skryptów z

debugowaniem.

I. Interpreter poleceń oraz zmienne środowiskowe.

Interpreter poleceń nazywany inaczej także powłoką systemową pośredniczy pomiędzy

użytkownikiem a funkcjami systemu operacyjnego. Powłoka systemowa pobiera dane i polecenia od

użytkownika i przekazuje je do wykonania do jądra systemu operacyjnego. Dostępnych jest wiele

różnych powłok, z których najpopularniejsze wydają się następujące:

● interpreter Korna – uruchamiany poleceniem ksh ,

● interpreter tcsh oraz

● najpopularniejszy i najpowszechniej obecnie stosowany bash (ang. Bourne Again Shell ).

Wszystkie dalsze przykłady będą prezentowane właśnie dla powłoki bash .

Zmienne środowiskowe to bardzo wygodny i uniwersalny sposób konfigurowania i

parametryzowania powłok systemowych i – za ich pomocą – także innych programów. Dostępne

zmienne środowiskowe tworzą tzw. środowisko wykonania procesu – środowisko to jest kopiowane

do wszystkich nowych procesów, a więc modyfikacje zmiennych wykonane w powłoce są widoczne

we wszystkich programach uruchomionych przy użyciu tej powłoki. Każdy użytkownik może

definiować dowolną ilość własnych zmiennych oraz przypisywać im dowolne wartości. Aby

zdefiniować zmienną środowiskową należy zastosować operator przypisania (znak “=”) w

następujący sposób:

ZMIENNA=wartosc

W tym wypadku ciąg znaków ZMIENNA to nazwa zmiennej, a wartosc to jej wartość – należy

zwrócić uwagę, że pomiędzy nazwą zmiennej, operatorem przypisania i wartością nie może być

spacji. Odwołanie się do wartości zmiennej jest możliwe dzięki specjalnemu znakowi $ ; np.

wyświetlenie wartości zmiennej na ekranie jest możliwe z wykorzystaniem polecenia echo , które

wyświetla linię tekstu oraz wartości zmiennej pobranej znakiem $ :

SYSTEM=Unix

echo $SYSTEM

Unix

Polecenie systemowe

set

pozwala wyświetlić wartości wszystkich zmiennych środowiskowych, a polecenie

unset

usuwa zmienną środowiskową, oto przykład:

unset SYSTEM

Jak wspomniano środowisko wykonania procesu jest przekazywane do procesów potomnych

– jednak nie wszystkie zmienne powłoki muszą być przekazywane do uruchamianych programów.

Zmienne, które są przekazywane nazywa się zmiennymi eksportowanymi , a zmienne, które nie są

przekazywane, nazywa się zmiennymi lokalnymi . Z reguły nowo tworzone zmienne są początkowo

zmiennymi lokalnymi i niezbędne jest jawne wskazanie, że mają być zmiennymi eksportowanymi.

Nazywa się to eksportowaniem zmiennych i jest realizowane przez poleceniem:

export lista_zmiennych

Oto przykład tworzenia zmiennej i jej eksportowania:

SYSTEM=Unix

export SYSTEM

str. nr 1 /6

Czas realizacji zajęć: 135 min.

Zakres materiału, jaki zostanie

zrealizowany podczas zajęć:

Laboratorium systemów operacyjnych – ćwiczenie nr 5.

[ilość modułów: 1,5]

Powyższe zlecenia można także zrealizować jednym poleceniem:

export SYSTEM=Unix

Każdy użytkownik może łatwo (np. poleceniem set ) zweryfikować, że w systemie jest

zdefiniowanych wiele zmiennych środowiskowych, oto znaczenie podstawowych z nich:

● HOME – ścieżka i nazwa katalogu domowego użytkownika;

● USER – nazwa zalogowanego użytkownika;

● PATH – ścieżki poszukiwań programów;

● PS1 – postać znaku zachęty użytkownika;

● SHELL – pełna ścieżka do domyślnego interpretatora poleceń użytkownika.

II. Skrypty i ich argumenty.

Skrypty powłoki to pliki tekstowe, które zawierają ciągi poleceń dla powłoki systemowej.

Współczesne powłoki pozwalają także aby skryty zawierały konstrukcje programistyczne, takie jak

instrukcje warunkowe czy pętle, polecenia pozwalające na interaktywną prace skryptu, czy też

przekazywanie argumentów ich wywołania. Skryty są bardzo pomocnym rozwiązaniem kiedy

istnieje konieczność wykonywania złożonych poleceń i poleceń, które są powtarzane okresowo.

Skrypty mogą być parametryzowane argumentami ich wywołania – oznacza to, że podczas

uruchamiania skryptu można przekazać do niego dowolną ilość dowolnych danych. Do argumentów

wywołania można się odwoływać w skryptach za pomocą tzw. zmiennych pozycyjnych ,

oznaczanych: 1,2,3...9. Każda zmienna pozycyjna przechowuje tekst przekazany za pośrednictwem

odpowiadającemu jej argumentu wywołania – pierwszy argument dostępny jest w zmiennej

pozycyjnej 1 itd. Oto przykład pierwszego skryptu, który wyświetla wartości pierwszych trzech

argumentów jego wywołania:

#!/bin/bash

# pierwszy skrypt

echo “argument nr 1: $1”

echo “argument nr 2: $2”

echo “argument nr 3: $3”

Takie polecenia należy zapisać do dowolnego pliku (zaleca się, aby pliki skryptów miały

rozszerzenie .sh ). Pierwsza linia pozwala wskazać jaki interpreter poleceń ma zostać wykorzystany

do jego wykonania – w tym przypadku jest to powłoka bash . Druga linia prezentuje sposób

umieszczania komentarzy; każda linia rozpoczynająca się od znaku # , jest traktowana jako

komentarz. Kolejne trzy linie wyświetlają wartości pierwszych trzech argumentów wywołania

skryptu z wykorzystaniem polecenia echo(1) . Aby uruchomić skrypt należy dla pliku, w którym

jest on zapisany nadać prawo wykonywania. Poniżej przedstawiono przykładowe wywołanie

przedstawionego powyżej skryptu oraz jego wynik (przyjęto, że plik skryptu nazywa się

skrypt1.sh ):

./skrypt1.sh abc xyz 12345

argument nr 1: abc

argument nr 2: xyz

argument nr 3: 12345

III. Instrukcja warunkowa.

Obecnie powłoki systemowe pozwalają na to, aby skrypty zawierały konstrukcje sterujące ich

wykonaniem – podstawową instrukcją jest w tym przypadku instrukcja warunkowa. Składnia tej

instrukcji jest następująca:

if warunek

then

instrukcje wykonywane jeśli warunek zostanie spełniony

else

str. nr 2 /6

Laboratorium systemów operacyjnych – ćwiczenie nr 5.

[ilość modułów: 1,5]

instrukcje wykonywane jeśli warunek nie zostanie spełniony

Należy zaznaczyć, że słowa kluczowe instrukcji warunkowej muszą być zapisane w osobnych

liniach, dokładnie tak jak w powyższym przykładzie.

Warunek może być dowolnym poleceniem, jednak sprawdzanie warunków najczęściej

odbywa się przy użyciu programu test(1) . Polecenie to jest powszechnie wykorzystywane w

skryptach z zastosowaniem notacji używającej znaków “ [ ” i “ ] ” do realizacji testów warunków, co

prezentuje kolejny przykład:

if [ $1 = xyz ]

then

echo “arg nr 1 = xyz”

else

echo “arg nr 1 <> xyz”

Po znaku “ [ ” i przed znakiem “ ] ” konieczne jest wprowadzenie znaku spacji. Możliwe do

wykonania testy z zastosowaniem programu test prezentuje Tabela 1.

Warunek Opis

znaki1 = znaki2

Weryfikacja równości dwóch łańcuchów znaków

znaki1 != znaki2

Weryfikacja nierówności dwóch łańcuchów znaków

-z znaki

Weryfikacja, czy łańcuch znaków ma zerową

długość

-n znaki

Weryfikacja, czy łańcuch znaków ma niezerową

długość

liczba1 -eq liczba2

Weryfikacja równości dwóch liczb

liczba1 -ne liczba2

Weryfikacja nierówności dwóch liczb

liczba1 -qt liczba2

Weryfikacja, czy liczba1 jest większa od

liczba2

liczba1 -lt liczba2

Weryfikacja, czy liczba1 jest mniejsza od

liczba2

-e nazwa

Weryfikacja, czy podany plik istnieje

-f nazwa

Weryfikacja, czy podany plik jest plikiem zwykłym

-d nazwa

Weryfikacja, czy podany plik jest katalogiem

-r nazwa

-w nazwa

-x nazwa

Weryfikacja, czy użytkownik ma prawo,

odpowiednio, odczytu, zapisu i wykonywania dla

pliku o podanej nazwie

warunek1 -a warunek2

Iloczyn logiczny warunków

warunek1 -o warunek2

Suma logiczna warunków

! warunek1

Negacja warunku

Tabela 1: Wybrane rodzaje testów polecenia test

str. nr 3 /6

Laboratorium systemów operacyjnych – ćwiczenie nr 5.

[ilość modułów: 1,5]

IV. Pętle.

Skrypty powłoki mogą także zawierać pętle – podstawowe dwie z nich to pętla for oraz while. Pętla

for wykonywana jest z góry określoną ilość razy, a jej ogólna składnia jest następująca:

for zmienna in lista

instrukcje do wykonania

done

Wykonanie pętli powoduje przypisywanie zmiennej zmienna kolejnych wartości wymienionych na

liście lista ; ilość iteracji, jest zatem zależna od długości podanej listy. Jako listę można pętli for

można podawać wzorce uogólniające powłoki. Poniższy przykład skryptu prezentuje zastosowanie

pętli for do usunięcia wszystkich plików z rozszerzeniem .tmp z katalogu bieżącego:

#!/bin/bash

for FILE in *.tmp

rm -v $FILE

done

Ilość iteracji powyższej pętli bezie zatem determinowana ilością plików z rozszerzeniem *.tmp ,

które utworzą listę wartości dla zmiennej FILE .

Realizacja pętli numerycznej z zastosowaniem pętli for jest możliwa z użyciem programu

seq(1) , który wypisuje kolejne liczby, np.:

for N in `seq 1 10`

...

spowoduje dziesięciokrotne wykonanie pętli.

Pętla while pozawala na realizację pętli, dla których ilość iteracji nie jest znana z góry, jej

składnia dla skryptów powłoki jest następująca:

while warunek

instrukcje do wykonania

done

Warunek może być dowolnym poleceniem i najczęściej jest konstruowany – tak jak w przypadku

instrukcji warunkowej – z zastosowaniem programu test .

Przykładem zastosowania pętli while może być skrypt wypisujący na ekranie wartości

wszystkich argumentów wywołania skryptu (niezależnie od ich liczby). Pętla taka będzie

wykorzystywała polecenie shift(1) , które powoduje przesunięcie argumentów – oto skrypt:

#!/bin/bash

while [ -n “$1” ]

echo $1

shift

done

Warunkiem wykonania pętli jest sprawdzenie, czy pierwszy argument wywołania skryptu ma

niezerową długość – jeśli skrypt został uruchomiony bez żadnych argumentów, to pętla nie zostanie

wykonana. Jeśli natomiast skrypt został wykonany z argumentami, to w pierwszym wykonaniu pętli

str. nr 4 /6

Laboratorium systemów operacyjnych – ćwiczenie nr 5.

[ilość modułów: 1,5]

zostanie wyświetlona wartość pierwszego argumentu, a następnie nastąpi przesunięcie argumentów

w lewo poleceniem shift (drugi argument stanie się pierwszym, trzeci drugim itd.). Pętla zakończy

się jeśli zostaną wyświetlone i przesunięte wszystkie argumenty (zmienna pozycyjna $1 będzie

miała wówczas zerową długość).

Obie zaprezentowane pętle mogą zostać przerwane poleceniem break(1) – oto przykład

zastosowania przerywania pętli:

#!/bin/bash

for FILE in *.tmp

if [ ! -f $FILE ]

then

echo “$FILE nie jest plikiem!”

break

rm -v $FILE

done

Jak widać pętla zostanie przerwana, jeśli pobrana nazwa z rozszerzeniem *.tmp nie będzie

wskazywała na plik zwykły.

V. Pobieranie wartości do skryptów oraz ich debugowanie.

Jeśli skrypt wymaga iteracji z użytkownikiem, to niezbędne staje się pobieranie wartości

przekazywanych przez użytkownika. Służy do tego polecenie:

read argumenty

Argumentami są nazwy zmiennych środowiskowych, które przyjmą wartość odczytana ze

standardowego wejścia (do napotkania znaku nowej linii). Jeśli jako argumenty podano kilka

zmiennych, to są one inicjowane w ten sposób, że pierwsze słowo trafia do pierwszej zmiennej,

drugie do drugiej itd. Polecenie to można przetestować wykonując następujące polecenia:

read X Y

uzytkownik adam

echo $X

uzytkownik

echo $Y

adam

Skrypty mogą być także wykonywanie w trybie debugowania, np. w celu testowania poprawności

działania, warunków, pętli itp. Aby zrealizować wykonanie skryptu z wyświetlaniem informacji

kontrolnych należy zastosować przełącznik -x wywołania interpretatora poleceń. Można to

zrealizować na dwa sposoby: po pierwsze można dopisać tenże przełącznik w pierwszej linii

skryptu:

#!/bin/bash -x

po drugi można uruchomić skrypt wywołując go poprzez wskazanie interpretatora z przełącznikiem i

nazwą skryptu jako argumentem; przyjmując, że skrypt posiada nazwę skrypt.sh uruchomienie

miałoby następującą postać:

bash -x skrypt.sh

VI. Zadania do samodzielnego wykonania.

1) Zdefiniuj zmienną IMIE i przypisz jej swoje imię. Wyświetl zawartość tej zmiennej.

Wyeksportuj tą zmienną i sprawdź, czy jest dostępna w nowym (potomnym) interpreterze.

2) Wyświetl listę zmiennych eksportowanych.

str. nr 5 /6

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: