最低限 UNIX / Linux [III]

2. シェルスクリプト

[2.0] 前回のおさらい

さて, vi の使い方を大雑把に理解したところで 今日のメインであるシェルスクリプト について学習しましょう.

[2.0.1] シェルってなんだっけ?

[2.0.2] シェルの役割

[2.1]ユーザーインターフェースとしてのシェル

[2.1.1] 利用するシェルの確認と変更

第2回の講義にあった /etc/passwd ファイルの第7フィールドに書かれたシェルが 各ユーザのログインシェルとして使われます. 始めてアカウントをもらったホスト(計算機)では必ずしも自分が使い成れた シェルがログインシェルとなっていません. この場合, ホストに準備されている使い成れたシェルをログインシェルに 変更したほうが良いでしょう.

[2.1.2] 自分のログインシェルを調べる方法

$ finger username

$ set

[2.1.3] 自分のログインシェルの変更方法

$ chsh (または ypchsh)

次にログインするときに, 変更したシェルが起動されます. (管理者の設定により無理な場合があります) /etc/shells に記載されているもが変更可能なシェルだが, 実際にそのシェルが存在するのか確認しておくこと (実体が無いとログインできなくなる).

[2.2] シェルスクリプト入門

これまで見てきたように, シェルはユーザとコンピュータの橋渡しをして, ユーザがコマンドを端末から打ち込む毎に, それを解釈し実行します. 一方, [2.0.2]節で触れたように, 「プログラムが可能である」という, もう一つの面もあります. この, プログラムとして手続きを書き込んだファイルを 「スクリプト・ファイル」と言います. スクリプト(script)とは劇の「台本」のことであり, 台本を事前に決めていてそれに沿って行わせるためにこの名前があります.

シェル以外にも多くのスクリプト言語, 例えば Perl, Rubby などがあります. もちろん全部を覚える必要は全くありませんが, 一つでも使いこなせると非常に便利です. 機械的な作業を膨大に繰り返す場合, あるいは普段頻繁に行う一連の作業は 機械に作業の手順を教えて人間は楽をするのが賢い方法です. すぐにこういった膨大な作業をする必要にせまられることは無いかも知れませんが, 早いうちに慣れておくと, いざ必要になったとき楽なものです. ここでは Linux で標準シェルである Bash を使ったシェルプログラミングを学習することにします.

具体的にどのようなものか, 簡単な例を見てみましょう.

次のような一連の仕事を行うコマンドを作ることを考えます.

• 日付・時刻を表示する.
• 自分の名前を表示する.
• 自分のログインシェルを/etc/passwd から調べて表示する.
• ユーザにかけ声をかけて励ます.

• date
• echo $USER
• grep ^$USER: /etc/passwd | cut -d: -f 7
• echo 'Hey $USER !!'

vi を使って次のようなファイルを作成しよう.

 
date
echo "I am $USER."
echo 'My login shell is ' | tr -d '\012'
grep ^$USER: /etc/passwd | cut -d: -f 7
echo "Hey !!"

$ bash sample

 
Fri Nov  9 06:19:57 JST 2001
I am mym.
My login shell is /bin/bash
Hey mym !!

この場合, bash をわざわざ起動して, その引数としてファイル名を指定し, そのファイルを bash が解釈して実行しています.

いちいちこのようなことをするのは非能率でもあるので, 以下の手順で先程のファイル(sample)を実行可能なファイルにします.

1. ファイル sample の先頭行に "# !/bin/bash"という おまじないを書き込む.

   # !/bin/bash date echo "I am $USER." echo 'My login shell is ' | tr -d '\012' grep ^$USER: /etc/passwd | cut -d: -f 7 echo "Hey !!"

2. ファイル sample に実行パーミッションを加える.

   $ chmod 744 sample
       

   もしくは
   

   $ chmod u+x sample

   とする

$ ./sample

この場合, 自動的に(自分が使っている login シェル)が, スクリプトファイルを bash に解釈させ実行させています.

ジョブ制御

vi での編集と共にいろいろな作業をおこないたい (たとえば書いているスクリプトを実行してみる) 場合等にシェルのジョブ制御を使うと便利な場合があります.

ジョブ(Job)とは, ユーザがコンピュータに行なわせる仕事の単位です.

似た意味を持つ言葉に, タスクとプロセスがありますが, この２つは共にマルチプロ グラミングの目的で, コンピュータがＣＰＵ(中央演算処理装置)に行わせる仕事の単位 です. ジョブは, 複数のジョブステップから構成されることがありますから, ジョブと タスクは一致するとは限りません.

bash には, １つのシェルで複数のジョブを切替えながら, 並行して作業を行う機能 があります. これをジョブ制御と呼びます.

• フォアグランドジョブ：
  通常シェルでコマンドを実行すると, その作 業はジョブとして登録され, そのコマンドが終了するまで次のコマンドを実行すること が出来ません. このような状態にあるジョブを"フォアグランドジョブ"と言います.
• バックグラントジョブ：
  これに対して, コマンドの末尾に & を付けて実行すると, シェルはコマンドの終了を待たずに, すぐ次のコマンドを受け 付ける状態になります. このように, 即座に次のジョブを実行できるよう, 背後で実行 されている状態のジョブを"バックグランドジョブ"と言います. バックグランドジョブ として動作しているジョブの一覧を表示させるには, jobs コマンドを用います.

上記２種のジョブを制御するために, bash には fg, bg, jobs コマンド, そして & amp; が用意されています.

はじめフォアグランドジョブとして起動されたコマンドを, バックグランドジョブに 変更するには, (フォアグランドジョブが実行されているために)プロンプトが表示され ていない状態の端末で, Ctrl-z(コントロール・キーを押しながら z キーを押す)として, ジョブを中断させます .

$ vi 
^Z
[1]+  Stopped                 vi
$ xclock 
^Z
[2]+  Stopped                 xclock
 

< Ctrl-z を押します
> ジョブ番号[1]の vi が停止しました

次に jobs と打ち込み, 現在このシェルから実行中のジョブ一覧を表示させます.

$ jobs
[1]-  Stopped                 vi
[2]+  Stopped                 xclock

> ジョブ番号[1]の vi が停止中です
> ジョブ番号[2]の xclock が停止中です

xclock より前に vi が実行されていたので, 上のような表示になります. [ ]の 中の数字はジョブの番号を表します. ＋は "current job", - は"previous job"と呼ばれ, ジョブの切替え対象となる順番を表しています.

bg コマンドを用いると, フォアグランドジョブをバックグランドジョブに切り替え ることが出来ます. (bg の後に % ジョブ番号と入力)

$ bg %2
[1]+  Stopped                 vi
[2]-  Running                 xclock &

> ジョブ番号[1]の vi が停止中です
> ジョブ番号[2]の xclock が実行中です

逆に, バックグランドジョブをフォアグランドジョブに切り替えるには, fg コマン ドを用います. (ジョブ番号の指定の仕方は, bg コマンドと同様)

$ fg %1
vi の画面へ

[2.3] シェルスクリプト応用

[2.3.1] 引数処理

引数とは, 実行時にそのシェルスクリプトに教えて上げたい追加情報であるとも言えます.

たとえば, コマンド ls は, そのままではカレント・ディレクトリ内のファイルをリストアップしますが, 引数として特定のディレクトリを指定すると, 指定されたディレクトリ内のファイルをリストアップします. これはコマンド ls に, 引数として指定したディレクトリについて知りたいんだよ, と追加情報を与えているわけです.

コマンドやシェルスクリプトに引数を指定することを, "引数を渡す"とも表現します. シェルスクリプトに渡された引数を処理したい場合は, $1, $2, ... $9 というシェル変数を利用します.

例えば, 次のような, 引数に渡された単語をそのまま表示するシェルスクリプトを考えてみましょう.

$ script Hello!

#!/bin/sh
echo $1


ここでは, 引数の文字を画面に出力するコマンド echo に, シェル変数 $1 を引数として渡しています. このシェル変数 $1 には, シェルスクリプト script に渡された引数 Hello! が入ります. 結果, 画面には Hello! と表示されるでしょう.

引数を参照するシェル変数は９つまで使うことが出来ます. それぞれ, $1, $2, ... $9 です.
※引数のデフォルト値などを設定するには 文字列演算子等を利用します.

[2.3.2] 処理の流れを制御する - 順序構造

より複雑な処理をこなす場合でも, 大抵は次の３つの処理の組み合わせで表現できます.

• 順序構造
• 選択構造
• 繰り返し構造

順序構造は, 順番にコマンドを実行するものであるから, 特別の制御文は必要ありません.

選択構造には, if , case を使います. 繰り返し構造には, for , while , until を使います.

[2.3.3] 処理の流れを制御する - 選択構造

    if テストコマンド
        then コマンド１
       [else コマンド２]
    fi
  

    case 文字 in
        パターン１)　　コマンド１  ;;
        パターン２)　　コマンド２  ;;
          ・
          ・
    esac
  

[2.3.4] 処理の流れを制御する - 繰り返し構造

    while コマンド; do
      コマンド
    done
  

[2.3.5] 処理の流れを制御する - 例

#!/bin/sh
case $# in
    0) echo '引数なし' ;;
    1) echo '引数一つ' ;;
    2) echo '引数二つ' ;;
    *) echo '引数三つ以上' ;;
esac

※ $# は与えられた引数の数を表すシェル変数です.

#!/bin/sh
while test $# -gt 0
do
    if test -f $1; then
        echo $1
    fi
    shift
done

※ test は, それに続く式を評価して値を返すコマンドです. 与えるオプションに応じて, 数値に関するテスト, ファイルの型に関するテスト, 文字列に関するテストを行うことが出来ます. 例えば, test -f [ファイル名]とすると, ファイルが存在すれば真, 存在しなければ偽を返します.

#!/bin/sh
number=1
while test $number -ne 10
do
    echo $number
    number=`expr $number + 1`
done

※expr コマンドはその引数を１つの式として評価し, その結果を表示します. これを使うと UNIX で簡単な計算を行い, シェル・スクリプトの中に算術演算処理を含めることが出来ます. なお, number の式の右辺はクオーテーション(')ではありません. 注意して下さい. 以下にbashでの引用符をまとめます.

より詳しい情報は man bash として bash のマニュアルを参照することで得ることも出来ます. 分からないコマンドや単語は, 困ってないでどんどん調べようね.