Текст книги "UNIX — универсальная среда программирования"

$

только обрабатывает свои аргументы и возвращает код "истина". Мы могли бы заменить ее командой true, просто передающей код завершения "истина" (есть также команда false), но команда ':' более эффективна, поскольку не нужно выполнять эту команду, выбирая ее из файловой системы.

В выводе команды diff используются символы < и > для разделения данных из двух файлов. Программа, написанная на языке awk, обрабатывает результаты, чтобы сообщить об изменениях в более понятном формате. Обратите внимание на то, что весь цикл передает результаты работы по конвейеру awk программе, вместо того, чтобы запускать заново awk программу каждую минуту. Для такой обработки редактор sed не подходит, поскольку его вывод всегда задерживается по сравнению с входным потоком на одну строку: всегда есть одна входная строка, которая уже обработана, но не напечатана, а это приводит к ненужной задержке.

Поскольку файл old создается пустым, первый вывод команды watchfor содержит весь список пользователей, находящихся в системе в данный момент. Замена команды, которая создает файл old, на who > $old приведет к тому, что watchfor выдаст только изменения, но это уже – дело вкуса.

Другая программа в цикле следит за содержимым вашего почтового ящика: как только оно изменяется, программа выдает сообщение: "You have a mail" ("У вас есть почта"). Такая программа является полезной альтернативой встроенному в интерпретатор механизму, использующему переменную MAIL. Чтобы показать другой стиль программирования, мы реализовали ее с помощью переменных интерпретатора, а не файлов:

$ cat checkmail

# checkmail: watch mailbox for growth

PATH=/bin:/usr/bin

MAIL=/usr/spool/mail/`getname` # system dependent

t=${1-60}

x="`ls -l $MAIL`"

while :

do

 y="`ls -l $MAIL`"

 echo $x $y

 x="$y"

 sleep $t

done | awk '$4 < $12 { print "You have mail" }'

$

Мы опять воспользовались awk программой, на этот раз – чтобы добиться вывода сообщения только в тех случаях, когда почтовый ящик пополняется, а не просто изменяется. Иначе вы получите сообщение сразу после исключения письма. (Версия, встроенная в интерпретатор, имеет такой недостаток.)

Обычно интервал времени устанавливается равным 60 с, но если командная строка содержит параметр, например

$ chekmail 30

то интервал задается им. Переменная интерпретатора принимает в качестве значения заданное параметрами время или 60 с, если время не задано, с помощью присваивания

t=${1-60}

Это еще одна возможность языка shell. ${var} эквивалентно $var и может использоваться для преодоления трудностей, связанных с появлением переменных внутри буквенно-цифровых строк:

$ var=hello

$ varx=goodbye

$ echo $var

hello

$ echo ${var}x

hellox

$

Определенные символы внутри фигурных скобок задают специальную обработку переменной. В том случае, когда переменная не определена и за ее именем идет знак вопроса, выдается строка, следующая за символом ?, и интерпретатор прекращает работу (если только он не работает в диалоговом режиме). При отсутствии строки печатается стандартное сообщение:

$ echo ${var?}

hello                   все в порядке, var определено

$ echo ${junk}

junk: parameter not set стандартное сообщение

$ echo ${junk?error!}

junk: error!            строка задана

$

Отметим, что в сообщении, выдаваемом интерпретатором, всегда указывается имя неопределенной переменной.

В другой конструкции ${var-thing} выбирается $var, если оно определено, и thing – в противном случае. В подобной конструкции ${var-thing} значение $var также устанавливается равным thing:

$ echo ${junk-'Hi there'}

Hi there

$ echo ${junk?)

junk: parameter not set значение junk не изменилось

$ echo {junk='Hi there'}

Hi there

$ echo ${junk?}

Hi there                junk принял значение Hi there

$

Правила получения значений переменных приведены в табл. 5.3. Возвращаясь к нашему исходному примеру

t=${1-60}

видим, что t присваивается $1 или 60, если аргумент не задан.

Таблица 5.3: Получение значений переменных в языке

Упражнение 5.9

Обратите внимание на реализацию команд true и false в /usr/bin или /bin. (Как бы вы определили, где они находятся?)

Упражнение 5.10

Измените команду watchfor так, чтобы пользователь мог задавать несколько имен, а не вводить 'joe|mary'.

Упражнение 5.11

Напишите версию команды watchwho, которая использует команду comm вместо awk для сравнения новой и старой информации. Какая версия вам больше нравится?

Упражнение 5.12

Напишите версию команды watchwho, в которой вывод команды who хранится в переменных языка shell, а не в файлах. Какая версия лучше? Какая версия быстрее работает? Следует ли в командах watchwho и checkmail автоматически использовать операцию &?

Упражнение 5.13

В чем состоит различие между пустой командой языка shell: и символом примечания #? Нужны ли они?

5.4 Команда trap: обработка прерываний

Если во время выполнения команды watchwho нажать клавишу DEL (УДЛ) или отключить компьютер от сети, то один или несколько временных файлов останутся в каталоге /tmp. Команда watchwho удаляет временные файлы перед окончанием своей работы. Необходимы средства обнаружения таких ситуаций и восстановления после прерывания.

При нажатии клавиши DEL всем процессам, запущенным с этого терминала, посылается сигнал прерывания. Аналогично в случае отключения посылается сигнал отбоя. Существуют и другие сигналы. Если в программе не предусмотрены специальные действия по обработке сигналов, то указанные сигналы прекращают ее выполнение. Интерпретатор защищает программы, запущенные с помощью &, от прерываний, но не от отключений.

В гл. 7 сигналы рассматриваются подробнее, но для работы с ними на языке shell глубоких знаний не требуется. Встроенная команда интерпретатора trap устанавливает последовательность команд, которая должна выполняться при возникновении сигнала:

trap последовательность_команд список_номеров_сигналов

Последовательность команд – единый аргумент, поэтому его почти всегда нужно брать в кавычки. Номера сигналов обозначаются небольшими целыми числами, например, 2 соответствует сигналу, возникающему при нажатии клавиши DEL, а 1 – сигналу, возникающему при отключении от сети. Номера сигналов, наиболее часто используемых в shell-программах, приведены в табл. 5.4.

Таблица 5.4: Номера сигналов в интерпретаторе

Для удаления временных файлов в команде watchwho вызов команды trap должен указываться перед циклом, чтобы перехватить сигналы прерывания, отбоя и окончания выполнения:

...

trap 'rm -f $new $old; exit 1' 1 2 15

while:

...

Последовательность команд, образующих первый аргумент команды trap, подобна вызову подпрограммы, который происходит сразу по возникновении сигнала. Когда эта последовательность окончится, прерванная программа возобновляется с места прерывания, если только сигнал не уничтожит ее. Таким образом, последовательность команд в trap должна явно вызывать exit, иначе shell-программа продолжит свое выполнение после прерывания. Кроме того, последовательность команд будет читаться дважды: при установке команды trap и при обращении к ней. Поэтому последовательность команд лучше защищать апострофами, чтобы значения переменных вычислялись только при выполнении программ, указанных в команде trap. В данном случае это не имеет значения, но позднее вы столкнетесь с ситуацией, когда это важно. Кстати, флаг -f предписывает команде rm не задавать вопросов.

Иногда команду trap полезно применять в диалоговом режиме, чаще всего для того, чтобы не допустить уничтожения программы сигналом отбоя, возникшим при обрыве телефонной связи:

$ (trap "" 1; долго_выполняемая команда) &

2134

$

Для процесса и его потомков пустая последовательность означает, что нужно игнорировать прерывания. При наличии скобок команда trap и долго_выполняемая_команда выполняются порожденным интерпретатором вместе и как фоновые; без них команда trap действовала бы на исходный интерпретатор, так же как и на долго_выполняемую_команду.

Команда nohup(1) – небольшая shell-программа, обеспечивающая непрерывное выполнение команд. Ниже полностью приведен ее вариант из седьмой версии:

$ cat 'which nohup'

trap "" 1 15

if test -t 2>&1

then

 echo "Sending output to 'nohup.out'"

 exec nice -5 $* >>nohup.out 2>&1

else

 exec nice -5 $* 2>&1

fi

$

Команда test -t проверяет, направлен ли стандартный выходной поток на терминал, чтобы вы могли решить, следует ли его сохранять. Фоновая программа выполняется с помощью команды nice, что снижает ее приоритет по сравнению с диалоговыми программами. (Обратите внимание, что команда nohup не устанавливает значение PATH. А может быть, это нужно?)

Команда exec использована только для повышения эффективности; команда nice может выполняться и без нее. Exec – встроенная команда интерпретаторов, которая заменяет процесс, играющий роль текущего интерпретатора, на указанную программу. Таким образом она избавляется от одного процесса, а именно от интерпретатора, обычно ожидающего завершения программы. Мы могли бы применять exec и в некоторых других программах, например в конце обобщенной программы cal, когда происходит обращение к /usr/bin/cal.

Кстати, сигнал 9 – это тот сигнал, который нельзя перехватить или игнорировать: он всегда уничтожает процесс. На языке shell его посылка задается с помощью

$ kill -9 номер_процесса

Обращение kill -9 не является стандартным, поскольку процессу, уничтоженному таким способом, не дается время для приведения в порядок своих дел перед "смертью".

Упражнение 5.14

В приведенной выше версии команды nohup стандартный поток диагностики команды соединяется со стандартным выходным потоком. Хорошее ли это решение? Если нет, то как бы вы разделили их явно?

Упражнение 5.15

Найдите встроенную команду times и добавьте к вашему файлу строку .profile, чтобы при вашем выходе из системы интерпретатор выдавал использованное вами процессорное время.

Упражнение 5.16

Напишите программу, находящую следующий свободный идентификатор пользователя в файле /etc/passwd. Если у вас есть энтузиазм (и право доступа), сделайте из нее команду, устанавливающую нового пользователя системы. Какие нужны для нее права доступа? Как следует ей обращаться с прерываниями?

5.5 Команда overwrite: замена файла

В команде sort есть флаг -о для замены файла:

$ sort файл1 -о файл2

Ее эквивалент:

$ sort файл1 > файл2

Если файл1 и файл2 – это один и тот же файл, то после операции переключения > входной файл станет пустым перед сортировкой. Но с флагом -о команда выполняется правильно, потому что входной файл сортируется и сохраняется во временном файле перед созданием выходного файла.

Могут использовать флаг -о и другие команды. Например, редактор sed может редактировать файл с заменой:

$ sed 's/UNIX/UNIX (TM)/g' -o ch2 Так не получится!

Непрактично изменять все подобные команды, вводя флаг – это не лучшее решение. Более целесообразным представляется централизованное выполнение функций, как в случае операции > интерпретатора, для чего мы создадим программу overwrite. Первый ее вариант выглядит так:

$ sed 's/UNIX/UNIX (TM)/g' гл2 | overwrite гл2

В основном алгоритм программы очевиден: нужно только сохранить где-нибудь весь входной поток вплоть до конца файла, а затем копировать его в файл, указанный как аргумент:

# overwrite: copy standard input to output after EOF

# version 1. BUG here

PATH=/bin:/usr/bin

case $# in

1) ;;

*) echo 'Usage: overwrite file' 1>&2; exit 2

esac

new=/tmp/overwr.$$

trap 'rm -f $new; exit 1' 1 2 15

cat >$new # collect the input

cp $new $1 # overwrite the input file

rm -f $new

Команда cp используется вместо команды mv, чтобы не изменились права доступа и остался прежним владелец выходного файла, если он уже существует. Хотя этот вариант и чрезвычайно прост, здесь возможна "фатальная" ошибка: если пользователь нажмет клавишу DEL (УДЛ) во время выполнения команды cp, первоначальный выходной файл будет уничтожен. Необходимо соблюдать осторожность, поскольку прерывание может остановить замену входного файла:

# overwrite: copy standard input to output after EOF

# version 2. BUG here too

PATH=/bin:/usr/bin

case $# in 1) ;;

*) echo 'Usage: overwrite file' 1>&2; exit 2

esac

new=/tmp/overwr1.$$

old=/tmp/overwr2.$$

trap 'rm -f $new $old; exit 1' 1 2 15

cat >$new # collect the input

cp $1 $old # save original file

trap '' 1 2 15 # we are committed; ignore signals

cp $new $1 # overwrite the input file

rm -f $new $old

Если клавиша DEL будет нажата прежде, чем начнется работа с исходным файлом, то произойдет удаление временных файлов и файл останется один. После сохранения файла сигналы игнорируются, поэтому выполнение последней команды cp не прервется. Если команда cp начала выполняться, команда overwrite обязана заменить исходный файл.

Здесь есть некоторая тонкость. Рассмотрим последовательность:

$ sed 's/UNIX/UNIX(TM)g' special | overwrite special

command garbled: s/UNIX(TM)g

$ ls -l special

-rw-rw-rw– 1 you 0 Oct 1 09:02 special #$%@*!

$

Если в программе, поставляющей входной поток для команды overwrite, произойдет ошибка, то выходной поток будет пустым, и overwrite обязательно (с сознанием выполненного долга) уничтожит файл, заданный в качестве аргумента.

Во избежание такого финала можно предложить несколько решений. Команда overwrite могла бы запрашивать подтверждение перед заменой файла, но, сделав команду диалоговой, мы потеряем большую часть ее достоинств. Она могла бы проверять, что ее входной поток не пуст (с помощью test -2), но это некрасиво и к тому же неверно: выходной поток мог быть создан до обнаружения ошибки.

Наилучшее решение заключается в том, чтобы выполнять программу, поставляющую данные, под контролем команды overwrite, чтобы можно было проверить ее код завершения. Это, правда, противоречит традициям и здравому смыслу: ведь в конвейере команда overwrite обычно должна быть последней, но для правильной работы она должна идти первой. Однако overwrite ничего не выдает в стандартный выходной поток, поэтому можно считать, что не происходит потери общности. Более того, ее синтаксис не является каким-то необычным: time, nice, nohup представляют собой команды, аргументами которых служат другие команды. Ниже приведен безопасный вариант:

# overwrite: copy standard input to output after EOF

# final version

opath=$PATH

PATH=/bin:/usr/bin

case $# in

0|1) echo 'Usage: overwrite file cmd [args]' 1>&2; exit 2

esac

file=$1; shift

new=/tmp/overwr1.$$; old=/tmp/overwr2.$$

trap 'rm -f $new $old; exit 1' 1 2 15 # clean up files

if PATH=$opath "$@" >$new # collect input

then

 cp $file $old # save original file

 trap '' 1 2 15 # we are committed; ignore signals

 cp $new $file

else

 echo "overwrite: $1 failed, $file unchanged" 1>&2 exit 1

fi

rm -f $new $old

Встроенная команда интерпретатора shift сдвигает весь список аргументов на одну позицию влево: $2 становится $1, $3 становится $2 и т.д. Строка обозначает все аргументы (после shift), как и $*, но без интерпретации; мы вернемся к ее рассмотрению в разд. 5.7.

Заметьте, что значение PATH нужно восстановить перед выполнением команды пользователя; если этого не сделать, то команды, не находящиеся в /bin или /usr/bin, будут недоступны для overwrite.

Теперь команда overwrite выполняется верно (хотя и она получилась несколько громоздкой):

$ cat notice

Unix is a Trademark of Bell Laboratories

$ overwrite notice sed 's/UNIXUNIX(TM)/g' notice

command garbled: s/UNIXUNIX(TM)/g

overwrite: sed failed, notice unchanged

$ cat notice

UNIX is a Trademark of Bell Laboratories He изменился

$ overwrite notice sed 's/UNIX/UNIX(TM)/g' notice

$ cat notice

UNIX(TM) is a Trademark of Bell Laboratories

$

Типичной задачей является использование редактора sed для замены всех вхождений одного слова на другое слово. Имея под рукой команду overwrite, легко написать программу на языке shell для ее решения:

$ cat replace

# replace: replace str1 in files with str2, in place

PATH=/bin:/usr/bin

case $# in

0|1|2) echo 'Usage: replace str1 str2 files' 1>&2; exit 1

esac

left="$1"; right="$2"; shift; shift

for i do

 overwrite $i sed "s@$left@$right@g" $i

done

$ cat footnote

UNIX is not an acronym

$ replace UNIX Unix footnote

$ cat footnote

Unix is not an acronym

$

(Вспомните: если список в цикле for пуст, то по умолчанию он равен $*.) Мы использовали @ вместо / для разбиения в команде подстановки, поскольку менее вероятно, что @ вступит в конфликт с входной строкой. Команда replace устанавливает PATH равным /bin:/usr/bin, исключая $HOME/bin. Это означает, что overwrite должна находиться в /usr/bin, чтобы команда replace сработала. Мы сделали такое предположение для простоты; если вы не можете поместить overwrite в /usr/bin, вам придется добавить $HOME/bin к PATH в команде replace или явно задать полное имя overwrite. В дальнейшем будем полагать, что команды, которые мы создаем, находятся в /usr/bin, где им и следует быть.

Упражнение 5.17

Почему команда overwrite не использует сигнал 0 в команде trap, чтобы файлы удалялись при выходе из нее? Подсказка: попробуйте нажать клавишу DEL во время выполнения следующей программы:

trap "echo exiting; exit 1" 0 2

sleep 10

Упражнение 5.18

Добавьте флаг -v к команде replace для вывода всех измененных строк на /dev/tty.

Подсказка: s/$left/$right/g $vflag.

Упражнение 5.19

Увеличьте надежность команды replace, чтобы ее выполнение не зависело от символов в строке замены.

Упражнение 5.20

Можно ли использовать replace для замены i на index всюду в программе? Какие вы внесли бы изменения, чтобы добиться этого?

Упражнение 5.21

Достаточно ли команда replace эффективна и удобна, чтобы находиться в каталоге /usr/bin? Не лучше ли вводить по мере необходимости подходящие команды редактора sed (да или нет)? Обоснуйте свой ответ.

Упражнение 5.22

(Усложненное.) Команда

$ overwrite файл 'who | sort'

не выполняется. Объясните причину этого и исправьте ее. Подсказка: посмотрите eval в справочном руководстве по sh(1). Как ваше решение повлияет на интерпретацию специальных символов в команде?