Основы Bash-скриптинга для непрограммистов. Часть 2

В первой части статьи мы рассмотрели командные оболочки, профили, синонимы и первые команды. Под спойлером я также рассказал, как развернуть тестовую виртуальную машину.

В этой части речь пойдет о файлах скриптов, их параметрах и правах доступа. Также я расскажу про операторы условного выполнения, выбора и циклы.

Скрипты

Для выполнения нескольких команд одним вызовом удобно использовать скрипты. Скрипт – это текстовый файл, содержащий команды для shell. Это могут быть как внутренние команды shell, так и вызовы внешних исполняемых файлов.

Как правило, имя файла скрипта имеет окончание .sh, но это не является обязательным требованием и используется лишь для того, чтобы пользователю было удобнее ориентироваться по имени файла. Для интерпретатора более важным является содержимое файла, а также права доступа к нему.

Перейдем в домашнюю директорию командой cd ~ и создадим в ней с помощью редактора nano (nano script.sh)файл, содержащий 2 строки:

#!/bin/bash
echo Hello!

Чтобы выйти из редактора nano после набора текста скрипта, нужно нажать Ctrl+X, далее на вопрос "Save modified buffer?" нажать Y, далее на запрос "File Name to Write:" нажать Enter. При желании можно использовать любой другой текстовый редактор.

Скрипт запускается командой ./<имя_файла>, т.е. ./ перед именем файла указывает на то, что нужно выполнить скрипт или исполняемый файл, находящийся в текущей директории. Если выполнить команду script.sh, то будет выдана ошибка, т.к. оболочка будет искать файл в директориях, указанных в переменной среды PATH, а также среди встроенных команд (таких, как, например, pwd):

test@osboxes:~$ script.sh
script.sh: command not found

Ошибки не будет, если выполнять скрипт с указанием абсолютного пути, но данный подход является менее универсальным: /home/user/script.sh. Однако на данном этапе при попытке выполнить созданный файл будет выдана ошибка:

test@osboxes:~$ ./script.sh
-bash: ./script.sh: Permission denied

Проверим права доступа к файлу:

test@osboxes:~$ ls -l script.sh
-rw-rw-r-- 1 test test 22 Nov  9 05:27 script.sh

Из вывода команды ls видно, что отсутствуют права на выполнение. Рассмотрим подробнее на картинке:

Права доступа задаются тремя наборами: для пользователя, которому принадлежит файл; для группы, в которую входит пользователь; и для всех остальных. Здесь r, w и x означают соответственно доступ на чтение, запись и выполнение.

В нашем примере пользователь (test) имеет доступ на чтение и запись, группа также имеет доступ на чтение и запись, все остальные – только на чтение. Эти права выданы в соответствии с правами, заданными по умолчанию, которые можно проверить командой umask -S. Изменить права по умолчанию можно, добавив вызов команды umask с нужными параметрами в файл профиля пользователя (файл ~/.profile), либо для всех пользователей в общесистемный профиль (файл /etc/profile).

Для того, чтобы установить права, используется команда chmod <параметры> <имя_файла>. Например, чтобы выдать права на выполнение файла всем пользователям, нужно выполнить команду:

test@osboxes:~$ chmod a+x script.sh

Чтобы выдать права на чтение и выполнение пользователю и группе:

test@osboxes:~$ chmod ug+rx script.sh

Чтобы запретить доступ на запись (изменение содержимого) файла всем:

test@osboxes:~$ chmod a-w script.sh

Также для указания прав можно использовать маску. Например, чтобы разрешить права на чтение, запись, выполнение пользователю, чтение и выполнение группе, и чтение – для остальных, нужно выполнить:

test@osboxes:~$ chmod 754 script.sh

Будут выданы права -rwxr-xr--:

test@osboxes:~$ ls -la script.sh
-rwxr-xr-- 1 test test 22 Nov  9 05:27 script.sh

Указывая 3 цифры, мы задаем соответствующие маски для каждой из трех групп. Переведя цифру в двоичную систему, можно понять, каким правам она соответствует. Иллюстрация для нашего примера:

Символ – перед наборами прав доступа указывает на тип файла (– означает обычный файл, d – директория, l – ссылка, c – символьное устройство, b – блочное устройство, и т. д.). Соответствие числа, его двоичного представления и прав доступ можно представить в виде таблицы:

Выдав права на выполнение, можно выполнить скрипт:

test@osboxes:~$ ./script.sh
Hello!

Первая строка в скрипте содержит текст #!/bin/bash. Пара символов #! называется Шеба́нг (англ. shebang) и используется для указания интерпретатору, с помощью какой оболочки выполнять указанный скрипт. Это гарантирует корректность исполнения скрипта в нужной оболочке в случае, если у пользователя будет указана другая.

Также в скриптах можно встретить строку #!/bin/sh. Но, как правило, /bin/sh является ссылкой на конкретный shell, и в нашем случае /bin/sh ссылается на /bin/dash, поэтому лучше явно указывать необходимый интерпретатор. Вторая строка содержит команду echo Hello!, результат работы которой мы видим в приведенном выводе.

Параметры скриптов

Для того, чтобы обеспечить некоторую универсальность, существует возможность при вызове передавать скрипту параметры. В этом случае вызов скрипта будет выглядеть так: <имя_скрипта> <параметр1> <параметр2> …, например ./script1.sh Moscow Russia.

Для того, чтобы получить значение первого параметра, необходимо в скрипте указать $1, второго - $2, и т.д. Существует также ряд других переменных, значения которых можно использовать в скрипте:
$0 – имя скрипта
$# – количество переданных параметров
$$ – PID(идентификатор) процесса, выполняющего скрипт
$? – код завершения предыдущей команды

Создадим файл script1.sh следующего содержания:

#!/bin/bash
echo Hello, $USER!
printf "Specified City is: %s, Country is: %s\n" $1 $2

Выдадим права на выполнение и выполним скрипт с параметрами:

test@osboxes:~$ chmod u+x script1.sh
test@osboxes:~$ ./script1.sh Moscow Russia
Hello, test!
Specified City is: Moscow, Country is: Russia

Мы передали 2 параметра, указывающие город и страну, и использовали их в скрипте, чтобы сформировать строку, выводимую командой printf. Также для вывода в строке Hello использовали имя пользователя из переменной USER.

Для того, чтобы передать значения параметров, состоящие из нескольких слов (содержащие пробелы), нужно заключить их в кавычки:

test@osboxes:~$ ./script1.sh "San Francisco" "United States"
Hello, test!
Specified City is: San Francisco, Country is: United States

При этом нужно доработать скрипт, чтобы в команду printf параметры также передавались в кавычках:

printf "Specified City is: %s, Country is: %s\n" "$1" "$2"

Из приведенных примеров видно, что при обращении к переменной для получения её значения используется символ $. Для того, чтобы сохранить значение переменной просто указывается её имя:

COUNTRY=RUSSIA
echo $COUNTRY

Операторы условного выполнения, выбора и циклы

Так же, как и в языках программирования, в bash существуют операторы условного выполнения – выполнение определенных действий при определенных условиях. Кроме того, существует возможность повторного выполнения определенного блока команд пока выполняется заданное условие – операторы цикла. Рассмотрим каждый из них подробнее.

Оператор условного выполнения представляет собой конструкцию вида:

if [ <условие> ]
then
  <команда1>
else
  <команда2>
fi

Создадим скрипт, проверяющий длину введенной строки (например, для проверки длины пароля), которая должна быть не меньше (т.е. больше) 8 символов:

#!/bin/bash
echo Hello, $USER!
echo -n "Enter string: "
read str
if [ ${#str} -lt 8 ]
then
  echo String is too short
else
  echo String is ok
fi

Выполним 2 теста, с длиной строки 5 и 8 символов:

test@osboxes:~$ ./script2.sh
Hello, test!
Enter string: abcde
String is too short
test@osboxes:~$ ./script2.sh
Hello, test!
Enter string: abcdefgh
String is ok

Командой read str мы получаем значение, введенное пользователем и сохраняем его в переменную str. С помощью выражения ${#str} мы получаем длину строки в переменной str и сравниваем её с 8. Если длина строки меньше, чем 8 (-lt 8), то выдаем сообщение «String is too short», иначе – «String is ok».

Условия можно комбинировать, например, чтобы указать, чтоб длина должна быть не меньше восьми 8 и не больше 16 символов, для условия некорректных строк нужно использовать выражение [ ${#str} -lt 8 ] || [ ${#str} -gt 16 ]. Здесь || означает логическое "ИЛИ", а для логического "И" в bash используется &&.

Условия также могут быть вложенными:

#!/bin/bash
echo Hello, $USER!
echo -n "Enter string: "
read str
if [ ${#str} -lt 8 ]
then
  echo String is too short
else
  if [ ${#str} -gt 16 ]
  then
    echo String is too long
  else
    echo String is ok
  fi
fi

Здесь мы сначала проверяем, что строка меньше 8 символов, отсекая минимальные значения, и выводим "String is too short", если условие выполняется. Если условие не выполняется(строка не меньше 8 символов) - идем дальше(первый else) и проверяем, что строка больше 16 символов. Если условие выполняется - выводим "String is too long", если не выполняется(второй else) - выводим "String is ok".

Результат выполнения тестов:

test@osboxes:~$ ./script2.sh
Hello, test!
Enter string: abcdef
String is too short
test@osboxes:~$ ./script2.sh
Hello, test!
Enter string: abcdefghijklmnopqrstuv
String is too long
test@osboxes:~$ ./script2.sh
Hello, test!
Enter string: abcdefghijkl
String is ok

Оператор выбора выглядит следующим образом:

case "$переменная" in
 "$значение1" )
 <команда1>;;
 "$значение2" )
 <команда2>;;
esac

Создадим новый скрипт, который будет выводить количество спутников для указанной планеты:

#!/bin/bash
echo -n "Enter the name of planet: "
read PLANET
echo -n "The $PLANET has "
case $PLANET in
  Mercury | Venus ) echo -n "no";;
  Earth ) echo -n "one";;
  Mars ) echo -n "two";;
  Jupiter ) echo -n "79";;
  *) echo -n "an unknown number of";;
esac
echo " satellite(s)."

Тест:

test@osboxes:~$ ./script3.sh
Enter the name of planet: Mercury
The Mercury has no satellite(s).
test@osboxes:~$ ./script3.sh
Enter the name of planet: Venus
The Venus has no satellite(s).
test@osboxes:~$ ./script3.sh
Enter the name of planet: Earth
The Earth has one satellite(s).
test@osboxes:~$ ./script3.sh
Enter the name of planet: Mars
The Mars has two satellite(s).
test@osboxes:~$ ./script3.sh
Enter the name of planet: Jupiter
The Jupiter has 79 satellite(s).
test@osboxes:~$ ./script3.sh
Enter the name of planet: Alpha555
The Alpha555 has an unknown number of satellite(s).

Здесь в зависимости от введенного названия планеты скрипт выводит количество её спутников.
В case мы использовали выражение Mercury | Venus, где | означает логическое "ИЛИ" (в отличие от if, где используется ||), чтобы выводить "no" для Меркурия и Венеры, не имеющих спутников. В case также можно указывать диапазоны с помощью []. Например, скрипт для проверки принадлежности диапазону введенного символа будет выглядеть так:

#!/bin/bash

echo -n "Enter key: "
read -n 1 key
echo
case "$key" in
  [a-z]   ) echo "Lowercase";;
  [A-Z]   ) echo "Uppercase";;
  [0-9]   ) echo "Digit";;
  *       ) echo "Something else";;
esac

Мы проверяем символ на принадлежность одному из четырех диапазонов(английские символы в нижнем регистре, английские символы в верхнем регистре, цифры, все остальные символы). Результат теста:

test@osboxes:~$ ./a.sh
Enter key: t
Lowercase
test@osboxes:~$ ./a.sh
Enter key: P
Uppercase
test@osboxes:~$ ./a.sh
Enter key: 5
Digit
test@osboxes:~$ ./a.sh
Enter key: @
Something else

Цикл может задаваться тремя разными способами:

Выполняется в интервале указанных значений (либо указанного множества):

for [ <условие> ] do <команды> done

Выполняется, пока соблюдается условие:

while [ <условие> ] do <команды> done

Выполняется, пока не начнёт соблюдаться условие:

until [ <условие> ] do <команды> done

Добавим в скрипт с планетами цикл с условием while и будем выходить из скрипта, если вместо имени планеты будет введено EXIT

#!/bin/bash
PLANET="-"
while [ $PLANET != "EXIT" ]
do
  echo -n "Enter the name of planet: "
  read PLANET
  if [ $PLANET != "EXIT" ]
  then
    echo -n "The $PLANET has "
    case $PLANET in
      Mercury | Venus ) echo -n "no";;
      Earth ) echo -n "one";;
      Mars ) echo -n "two";;
      Jupiter ) echo -n "79";;
      *) echo -n "an unknown number of";;
    esac
  echo " satellite(s)."
  fi
done

Здесь мы также добавили условие, при котором оператор выбора будет выполняться только в случае, если введено не EXIT. Таким образом, мы будем запрашивать имя планеты и выводить количество её спутников до тех пор, пока не будет введено EXIT:

test@osboxes:~$ ./script4.sh
Enter the name of planet: Earth
The Earth has one satellite(s).
Enter the name of planet: Jupiter
The Jupiter has 79 satellite(s).
Enter the name of planet: Planet123
The Planet123 has an unknown number of satellite(s).
Enter the name of planet: EXIT

Нужно отметить, что условие while [ $PLANET != "EXIT" ] можно заменить на until [ $PLANET == "EXIT" ]. == означает "равно", != означает "не равно".

Приведем пример циклов с указанием интервалов и множеств:

#!/bin/bash

rm *.dat

echo -n "File count: "
read count

for (( i=1; i<=$count; i++ ))
do
  head -c ${i}M </dev/urandom >myfile${i}mb.dat
done
ls -l *.dat

echo -n "Delete file greater than (mb): "
read maxsize

for f in *.dat
do
  size=$(( $(stat -c %s $f) /1024/1024))
  if [ $size -gt $maxsize ]
  then
    rm $f
    echo Deleted file $f
  fi
done
ls -l *.dat

read

Сначала мы запрашиваем у пользователя количество файлов, которые необходимо сгенерировать (read count).

В первом цикле (for (( i=1; i<=$count; i++ ))) мы генерируем несколько файлов, количество которых задано в переменной count, которую введет пользователь. В команду head передаем количество мегабайт, считываемых из устройства /dev/random, чтение из которого позволяет получать случайные байты.

Символ < указывает перенаправление входного потока (/dev/urandom) для команды head.

Символ > указывает перенаправление выходного потока (вывод команды head -c ${i}M ) в файл, имя которого мы генерируем на основе постоянной строки с добавлением в неё значения переменной цикла (myfile${i}mb.dat).

Далее мы запрашиваем размер, файлы больше которого необходимо удалить.

Во втором цикле (for f in *.dat) мы перебираем все файлы .dat в текущей директории и сравниваем размер каждого файла со значением, введенным пользователем. В случае, если размер файла больше, мы удаляем этот файл.

В конце скрипта выводим список файлов .dat, чтобы отобразить список оставшихся файлов (ls -l *.dat). Результаты теста:

test@osboxes:~$ ./script5.sh
File count: 10
-rw-rw-r-- 1 test test 10485760 Nov  9 08:48 myfile10mb.dat
-rw-rw-r-- 1 test test  1048576 Nov  9 08:48 myfile1mb.dat
-rw-rw-r-- 1 test test  2097152 Nov  9 08:48 myfile2mb.dat
-rw-rw-r-- 1 test test  3145728 Nov  9 08:48 myfile3mb.dat
-rw-rw-r-- 1 test test  4194304 Nov  9 08:48 myfile4mb.dat
-rw-rw-r-- 1 test test  5242880 Nov  9 08:48 myfile5mb.dat
-rw-rw-r-- 1 test test  6291456 Nov  9 08:48 myfile6mb.dat
-rw-rw-r-- 1 test test  7340032 Nov  9 08:48 myfile7mb.dat
-rw-rw-r-- 1 test test  8388608 Nov  9 08:48 myfile8mb.dat
-rw-rw-r-- 1 test test  9437184 Nov  9 08:48 myfile9mb.dat
Delete file greater than (mb): 5
Deleted file myfile10mb.dat
Deleted file myfile6mb.dat
Deleted file myfile7mb.dat
Deleted file myfile8mb.dat
Deleted file myfile9mb.dat
-rw-rw-r-- 1 test test 1048576 Nov  9 08:48 myfile1mb.dat
-rw-rw-r-- 1 test test 2097152 Nov  9 08:48 myfile2mb.dat
-rw-rw-r-- 1 test test 3145728 Nov  9 08:48 myfile3mb.dat
-rw-rw-r-- 1 test test 4194304 Nov  9 08:48 myfile4mb.dat
-rw-rw-r-- 1 test test 5242880 Nov  9 08:48 myfile5mb.dat

Мы создали 10 файлов (myfile1mb.dat .. myfile10mb.dat) размером от 1 до 10 мегабайт и далее удалили все файлы .dat размером больше 5 мегабайт. При этом для каждого удаляемого файла вывели сообщение о его удалении (Deleted file myfile10mb.dat). В конце вывели список оставшихся файлов (myfile1mb.dat .. myfile5mb.dat).

В следующей части мы рассмотрим функции, планировщик заданий cron, а также различные полезные команды.