Bash-ohjelmointi

Sen lisäksi, että Bash on interaktiivinen tekstipohjainen käyttöliittymä, se on myös täysiverinen ohjelmointikieli, josta löytyvät muun muassa muuttujat, silmukat ja ehtolauseet. Sen ohjelmointiominaisuuksia voidaan käyttää sekä interaktiivisesti tehostamaan komentorivin käyttöä tai erikseen suoritettavien monimutkaisempien ohjelmien, skriptien, tekemiseen.

Yksinkertaisimpia tapoja käyttää ohjelmointia komentorivillä on jonkin toistuvan toiminnon suorittaminen useammalle tiedostolle silmukassa.

Esimerkki

Pohdi, mitä seuraava komento tekee:

for nimi in kuva1 kaavio2 kuvio3; do convert $nimi.png $nimi.jpg ; done

Tiedostonimien laajennus

Bash-komentorivillä annetuissa komennoissa tiedostoihin voi viitata lyhennysmerkinnöillä.

  • Yksinkertaisimpia lyhennysmerkintöjä ovat jokerimerkit * ja ?.
  • * tarkoittaa nollaa tai useampaa mitä tahansa merkkiä.
  • ? tarkoittaa tarkalleen yhtä mitä tahansa merkkiä.

Bash laajentaa jokerimerkkejä sisältävän merkkijonon listaksi tiedostoja, jotka sopivat merkkijonon esittämään kaavaan. Bash tekee laajennuksen lyhennysmerkinästä "täyteen kokoon" ennen kuin ne annetaan kutsutulle ohjelmalle.

Kokeile

 echo *
 ls *.txt

Tiedostonimien laajennus: esimerkkejä

*i.txt
Kaikki (tässä hakemistossa olevat) tiedostot, jotka päättyvät i.txt
Esimerkiksi: Petri.txt, tiedostoni.txt, i.txt
Pekk?.html
Kaikki (tässä hakemistossa olevat) tiedostot, joissa on ?-merkin kohdalla jokin merkki.
Esimerkiksi: Pekka.html, Pekko.html, Pekkk.html, Pekk1.html, Pekk?.html
Documents/a??a
Kaikki Documents-hakemistossa olevat nelikirjaimiset tiedostonimet, jotka alkavat ja päättyvät kirjaimella a.
Esimerkiksi: aaaa, abba, aaba, a4.a, a=Aa, a..a
/etc/???????????*.conf
Kaikki /etc-hakemistossa olevat tiedostot, joissa on vähintään 11 merkkiä, joiden jälkeen pääte .conf
Esimerkiksi: /etc/ca-certificates.conf, /etc/popularity-contest.conf, /etc/request-key.conf, /etc/usb_modeswitch.conf

Tiedostonimien laajennus: kirjainjoukot

Jokerimerkkien lisäksi voidaan käyttää myös muita lyhenteitä, kuten kirjainjoukkoja. Kirjainjoukko on kokoelma hakasulkeiden välissä lueteltuja merkkejä (tai "merkkiväli"). Kirjainjoukko täsmää tarkalleen yhteen merkkiin, samoin kuin jokerimerkki ?.

[abcd]
Mikä tahansa kirjaimista abcd.
Esimerkiksi: [THL]upu.txt laajentuu tiedostonimiksi Tupu.txt Hupu.txt Lupu.txt, jos sen nimiset tiedostot löytyvät tästä hakemistosta.
[a-d]
Mikä tahansa kirjain kirjaimesta a kirjaimeen d (aakkosjärjestyksessä).
Esimerkiksi [a-zA-Z0-9]upu.txt täsmää vaikkapa tiedostoihin Tupu.txt, tupu.txt, Aupu.txt, 3upu.txt jne.
[^abc]
Mikä tahansa muu merkki kuin a, b tai c.
Esimerkiksi [^THL]upu.txt täsmää vaikkapa tiedostoihin, Pupu.txt, 3upu.txt ja tupu.txt, mutta EI tiedostoihin Tupu.txt, Hupu.txt ja Lupu.txt.

Tiedostonimien laajennus: sanajoukot

Sanajoukot toimivat millä tahansa merkkijonoilla, ei vain kyseisessä hakemistossa olevilla tiedostonimillä. Sanajoukon käyttö ei siis edellytä vastaavan tiedoston olemassaoloa. Sanajoukko on aaltosulkujen väliin kirjoitettu pilkuilla eroteltu luettelo sanoja.

{Aku,Mikki,Hessu}
Pidempiä vaihtoehtoja voi luetella {- ja }-merkien välissä pilkulla erotettuna. Esimerkiksi {Mo,Ve}rtti laajentuu: Mortti ja Vertti.
 echo {Mo,Ve}rtti
 Mortti Vertti

Muuttujat

Bashissa voi käyttää myös merkkijonomuuttujia.

  • Sijoituksessa: <muuttujannimi>=<muuttujanarvo> (ei välilyöntejä =-merkin ympärillä)
  • Muuttujan käyttö: $<muuttujannimi> (dollari muuttujan nimen edessä)
 NIMI=Petri
 KOKONIMI='Petri Salmela'
 KOKONIMI="$NIMI Salmela"
  • Jos muuttujaan sijoitettavassa tekstissä on välilyöntejä, on se ympäröitävä lainausmerkeillä. (tai kirjoitettava välilyönnin eteen merkki \)

Muuttujat: Lainausmerkit

  • Kahdet eri lainausmerkit: ' ja "
  • "Kaksoislainausten" välissä olevat muuttujaviittaukset korvautuvat muuttujan arvolla.
  • 'Yksöislainausten' välissä olevat ovat vain merkkijonoja ja käsitellään sellaisenaan.
 echo "$NIMI Salmela"
 Petri Salmela
 echo '$NIMI Salmela'
 $NIMI Salmela

Erikoismerkit

Joskus tiedostonimissä tai muuten komentorivillä on tarve käyttää esimerkiksi merkkejä ?*[]{}$'" tavallisina merkkeinä ilman niiden edellä esiteltyjä erikoismerkityksiä. Erikoismerkitys riisutaan merkiltä kirjoittamalla sen eteen \-merkki.

 echo a\*
 echo "Mies sanoi \"Moi\"."
 echo \{Mo,Ve\}rtti

"Takahipsukat"

Joskus halutaan sijoittaa muuttujaan jonkin komennon tulostus. Tämä onnistuu Bashissa "takahipsukoilla" ` (backticks), joka saadaan näppäimistöltä pitämällä shift pohjassa ja painamalla backspacen vasemmalla puolella olevaa näppäintä. Tämän jälkeen voi joutua painamaan välilyöntiä, jotta merkki tulee näkyviin. Näiden välissä oleva komento suoritetaan ja korvataan sen tulosteella.

 aika=`date`
 echo $aika
 Wed Oct 24 19:15:49 EEST 2012

Bashissa saman voi tehdä myös merkinnällä $(...), joka voi joskus olla käytännöllisempi. Siis:

 aika=$(date)
 echo $aika
 Wed Oct 24 19:15:49 EEST 2012

Komennot jonossa (;)

Samalla komentorivillä voi antaa useampia komentoja kerralla. Jos komennot erotellaan ;-merkillä, ne suoritetaan peräkkäin.

 echo Moi ; ls ; echo "Sillä selvä"

Tekee täsmälleen saman kuin eri riveille kirjoitettuina.

 echo Moi
 ls
 echo "Sillä selvä"

Komentojen kirjoittaminen samalle riville ;-merkillä eroteltuina on hyödyllistä yleensä esimerkiksi tilanteissa, joissa yksittäisten komentojen suoritus saattaa kestää kauan, esimerkiksi tunteja, eikä käyttäjä halua jäädä valvomaan niiden suoritusta. Tällöin ne voidaan vain käskeä suoritettavaksi peräkkäin.

Komennot jonossa (&&)

Ohjelmat kertovat niin kutsutulla paluuarvolla, onnistuiko sen suoritus. (0=onnistui, jotain muuta = ei onnistunut) Paluuarvoa ei tulosteta, mutta Bash saa sen ohjelman suorituksen loputtua ja sitä voidaan käyttää esimerkiksi seuraavasti:

Jos komennot erotellaan merkeillä &&, seuraava komento suoritetaan vain, jos edellinen komento onnistui. (looginen "ja")

 echo Terve && ls --option && ls
 echo Moi && ls && ls -l

Ensimmäisellä rivillä komento ls --option on virheellinen, joten viimeistä ls-komentoa ei suoriteta. Toisella rivillä kaikki kolme komentoa onnistuvat.

Komennot jonossa (||)

Jos komennot erotellaan merkeillä ||, seuraava komento suoritetaan vain, jos edellinen epäonnistui. (looginen "tai")

 komento || ls --option || ls
 komento || echo moi || ls

Ensimmäisellä rivillä vasta kolmas komento onnistuu. Toisella rivillä toinen komento onnistuu ja siksi kolmatta ei enää yritetä suorittaa.

Testit

test-komennolla voidaan testata erilaisten väitteiden totuutta. Vastaus saadaan komennon paluuarvona.

 test 5 -lt 10 && echo "Joo, 5 oli pienempi kuin 10"

Testataan onko luku 5 pienempi kuin (lt=less than) luku 10. Koska näin on, paluuarvona palautetaan 0 (eli komento onnistui) ja seuraava komento suoritetaan.

 test -f /etc/hosts && echo "Jep, tiedosto /etc/hosts on olemassa ja tavallinen tiedosto"

Edelliset testit voidaan myös kirjoittaa muodossa: [ 5 -lt 10 ] ja [ -f /etc/hosts ]. Huom: välilyönnit ovat tärkeitä!

 [ 5 -lt 10 ] && echo "Joo, 5 oli pienempi kuin 10"
 [ -f /etc/hosts ] && echo "Jep, tiedosto /etc/hosts on olemassa ja tavallinen tiedosto"

Tiedostotestejä

Tiedostotesti Testin merkitys
-d nimi Tiedosto nimi on hakemisto
-f nimi Tiedosto nimi on tavallinen tiedosto
-L nimi Tiedosto nimi on symbolinen linkki
-r nimi Tiedosto nimi on luettava tiedosto
-w nimi Tiedosto nimi on kirjoitettava tiedosto
-x nimi Tiedosto nimi on ajettava tiedosto
-s nimi Tiedosto nimi on epätyhjä
nimi1 -nt nimi2 Tiedosto nimi1 on uudempi tiedosto kuin nimi2
nimi1 -ot nimi2 Tiedosto nimi1 on vanhempi tiedosto kuin nimi2

Merkkijonotestit ja lukutestit

Merkkijonotestit

Merkkijonotesti Testin merkitys
s1 = s2 Merkkijonot s1 ja s2 ovat samat
s1 != s2 Merkkijonot s1 ja s2 ovat erit
-z s1 Merkkijono s1 on tyhjä
-n s1 Merkkijono s1 on epätyhjä

Lukutestit

Lukutesti Testin merkitys
a -eq b Luvut a ja b ovat yhtä suuret
a -ne b Luvut a ja b ovat eri suuret
a -gt b Luku a on suurempi kuin b
a -ge b Luku a on suurempi tai yhtä suuri kuin b
a -lt b Luku a on pienempi kuin b
a -le b Luku a on pienempi tai yhtä suuri kuin b

Testausten looginen yhdistely

Testien yhdistelmä Testin merkitys
t1 -o t2 Testi t1 tai testi t2 tosi (OR)
t1 -a t2 Testi t1 ja testi t2 tosia (AND)
! t1 Testi t1 on epätosi (NOT)
( ja ) Testien järjestely sulkeilla

Ehtolause (if)

Testataan, pitääkö jokin väite paikkansa ja tehdään jotain toimintoja sen perusteella.

 if [ $NIMI = "Petri" ]
 then
   echo "Tervetuloa"
 fi

Jos väite pitää paikkansa, suoritetaan then-sanan ja fi-sanan välissä olevat komennot.

 if [ $NIMI = "Petri" ]
 then
   echo "Tervetuloa"
   echo "Kiitos"
 else
   echo "Tervemenoa"
   echo "Ole hyvä"
 fi

else-lohkon komennot suoritetaan, jos väite ei pidä paikkaansa.

Ehtolause yhdellä rivillä

Sama yhdelle riville kirjoitettuna.

 if [ $NAME = "Petri" ]; then echo "Tervetuloa"; echo "Kiitos"; else echo "Tervemenoa"; echo "Ole hyvä"; fi

Huomaa, puolipisteet ;, jotka erottavat komennot toisistaan! Puolipisteitä ei tarvita, jos komennot kirjoitetaan eri riveille.

Toisto (for)

Toisinaan tarvitsee toistaa sama toiminto useammalle merkkijonolle. Bashissa for-silmukka on muotoa:

 for nimi in lista sanoja jotka käydään läpi
 do
   echo $nimi
 done

Silmukka käy läpi kaikki listan lista sanoja jotka käydään läpi sanat, sijoittaa kunkin vuorollaan muuttujaan nimi ja tulostaa sen. Sama yhdellä rivillä:

 for nimi in lista sanoja jotka käydään läpi; do echo $nimi; done

For-silmukalla on helppo käydä läpi vaikka kaikki jonkin tietyn ehdon täyttävät tiedostonimet:

 for tiedosto in *.txt; do echo "Lopetusrivi--------" >> $tiedosto; done

Tämä lisää kaikkien työhakemistossa olevien txt-päätteisten tiedostojen loppuun rivin, jossa on teksti Lopetusrivi--------.

seq

for-silmukan yhteydessä eräs hyvin käytännöllinen aputyökalu on ohjelma nimeltä seq, joka tulostaa lukujonoja.

  • Yhdellä argumentilla tulostaa luvut alkaen yhdestä ja päättyen annettuun numeroon:
    seq 7 tulostaa luvut 1-7. Kokeile!
  • Kahdella argumentilla tulostaa luvut ensimmäisestä toiseen:
    seq 3 7 tulostaa luvut 3, 4, 5, 6, 7. Kokeile!
  • Kolmella argumentilla tulostaa luvut ensimmäisestä toisen suuruisella askeleella kolmanteen:
    seq 3 2 7 tulostaa luvut 3, 5, 7. Kokeile!
  • Askel voi olla myös negatiivinen tai desimaaliluku:
    seq 2 -0.5 -1 tulostaa luvut 2, 1.5, 1, 0.5, 0, -0.5, -1. Kokeile!
  • Lisävalitsin -w lisää eteen etunollia niin, että kaikki tulostettavat luvut ovat kaikki yhtä pitkiä, eli pisimmän pituisia:
    seq -w 1 100 tulostaa luvut 001, 002, 003,..., 099, 100. Kokeile!

Toisto (for ja seq)

for-silmukka ja seq-komento ovat joskus käytännöllistä yhdistää:

 for i in `seq 1 7`; do wget http://viikonvalo.fi/images/clementine-$i.png; done
  • `seq 1 7` korvautuu komennon seq 1 7 tulosteella, eli luvuilla 1 2 3 4 5 6 7.
  • for-silmukassa muuttuja i saa vuorollaan nämä (välilyönnillä erotellun listan) arvot ja wget hakee seitsemän eri kuvaa.

Toisto (while)

Toinen toistorakenne on while-silmukka, jota suoritetaan niin kauan kuin sen ehto on voimassa, eli ehtona oleva ohjelma suoritetaan onnistunesti.

 i=0;
 while [ $i -lt 7 ]
 do
   echo $i
   i=$(($i+1))
 done

Silmukkaa suoritetaan niin kauan kuin muuttujan i arvo on pienempi kuin (-lt) 7. Joka kierroksella tulostetaan muuttujan arvo $i ja kasvatetaan muuttujaa yhdellä. Huom: Bashissa matemaattisen lausekkeen arvon voi laskea merkinnällä: $((lauseke)). Tämä merkintä korvautuu lausekkeen arvolla.

Syötteen lukeminen (read)

read-komento ottaa käyttäjältä (standardisyötteestä) tekstiä ja sijoittaa sen annettuun muuttujaan.

 read nimi
 Petri
 echo $nimi
 Petri

Toisto (while ja read)

while-silmukkaan yhdistettynä saadaan:

 while read i; do echo $i; done

Tämä silmukka toistaa kaiken, mitä sille kirjoittaa. Silmukan saa lopettamaan antamalla sille syötteen lopetusmerkin: ctrl-d.

Syötteen voi ohjata tälle silmukalle myös tiedostosta:

 while read i; do echo "Tiedostosta: $i"; done < /etc/passwd

Skripti-tiedoston tekeminen

Bash-komennot voidaan kirjoittaa tiedostoon, josta ne suoritetaan. Skripti-tiedosto aloitetaan rivillä, joka kertoo, että kyseessä on bash-skripi:

 #!/bin/bash

Tämän jälkeen kirjoitetaan suoritettavat komennot ja tallennetaan tiedosto. Usein tiedostossa käytetään päätettä .sh, mutta tämä ei ole pakollista. Merkistä # alkaen rivin loppuun on kommenttia. Käyttäjille annetaan tiedoston suoritusoikeus komennolla chmod a+x tiedostonnimi.sh.

Jos tiedosto ei ole jossain $PATH-muuttujassa luetelluista poluista, pitää se suoritetaan komennolla ./tiedostonnimi.sh tai viittaamalla siihen jotenkin muuten absoluuttisella tai suhteellisella polulla.

Bash-skripti

Kirjoita seuraava tiedostoon toisto.sh, anna siihen suoritusoikeudet ja aja se.

#!/bin/bash
nimi=$@
if [ -z $nimi ]
then
  echo "Anna nimesi: "
  read nimi
fi
for i in `seq -w 10`
do
  echo "$i: Terve, $nimi."
done

Suoritus

Suoritetaan toisto.sh.

$ ./toisto.sh 
Anna nimesi: 
Petri
01: Terve, Petri.
02: Terve, Petri.
03: Terve, Petri.
04: Terve, Petri.
05: Terve, Petri.
06: Terve, Petri.
07: Terve, Petri.
08: Terve, Petri.
09: Terve, Petri.
10: Terve, Petri.

Tehtäviä

Tehtävät 12

Palautus tiedostona vastaus-12.txt. Kerro jokaisessa kohdassa käyttämäsi komento tai komennot sekä niiden tulostukset.

  1. Luettele kaikki tiedostot, jotka ovat hakemistossa /etc ja jotka alkavat kirjaimella h tai kirjaimella f ja joiden kolmas kirjain on s. Millä komennolla sait tulosteen?
  2. Millä komennoilla teet seuraavat?
    • Laita muuttujaan nimi oma nimesi.
    • Laita muuttujaan aika komennon date +"%Y-%m-%d %H:%M:%S" tuloste.
    • Tulosta echo-komennolla rivi, joka on muotoa: nimi tulosti tämän aika.
  3. Millä komennoilla teet seuraavat?
    • Testaa Bashilla (yhdellä rivillä), onko tiedosto /etc/passwd luettavissa ja tulosta "Luettavissa", jos on.
    • Testaa Bashilla (yhdellä rivillä), onko tiedosto /etc/passwd kirjoitettavissa ja tulosta "Kirjoitettavissa", jos on.
    • Tee sama tiedostolla /etc/shadow.
  4. Tee tyhjät tiedostot, joiden nimet ovat Alster, Buster ja Custer. Miten teet seuraavan?
    • Muuta tiedostojen nimiksi Alster.txt, Buster.txt ja Custer.txt. Käytä hyödyksi for-silmukkaa ja mv-komentoa.
  5. Anna komentorivillä komento alias
    • Mitä komento tulosti?
    • Selvitä, mitä alias-komento tekee ja miten se toimii sivulta http://linux.fi/wiki/Alias
    • Miten määrittelet aliaksen ltxt, joka luettelee kaikki tässä hakemistossa olevat .txt-päätteiset tiedostot?

Linkkejä: