シェルスクリプトプログラミング

C言語でプログラミングする際に、標準入力(stdin)、標準出力(stdout)、標準 エラー出力(stderr)を使用したことがあると思います。printf関数で出力され る先が標準出力で、scanf関数での入力元が標準入力です。

シェルを介してプログラムを実行する際、標準入力、標準出力、標準エラー出 力は、通常、コンソールとなります。

シェルでは、以降で説明するリダイレクトとパイプという機能を用いて、標準 入出力の入力元や出力先を、コンソールではなくファイルや他のプログラムに することができます。

シェルには、プログラムの入出力の入力元や出力先を変更する機能があります。 その機能のことを、リダイレクトといいます。

標準出力をコンソールではなく、ファイルにする場合には以下のようにします。

[armadillo ~]# echo hello > log

このコマンドを実行すると、「log」という名前のファイルに「hello」と書き 込まれます。fopen("log", "w")とした時と同様に、ファイルが存在しなけれ ばファイルが新たに作成され、また、ファイルが存在する場合はファイルの既 存の内容はすべて上書きされます。

「log」に追記したい場合は、以下のように>>を使用します。

[armadillo ~]# echo hello >> log

リダイレクトする際には、ファイルディスクリプタを指定することもできます。 標準入力のファイルディスクリプタは0、標準出力は1、標準エラー出力は2と 決まっています。

そのため、標準エラー出力への出力だけ、ファイルに出力したい場合は、以下 のように書けます。

[armadillo ~]# cat nonexistent_file 2> error
[armadillo ~]# cat error
cat: nonexistent_file: No such file or directory

「nonexistent_file」(存在しないファイル)をcat コマンドで表示しようとした際のエラー出力を「error」という名前のファイ ルに保存しています。

ファイルディスクリプタを指定しない場合は、標準出力として扱われるので、 以下の二つのコマンドは等価です。

[armadillo ~]# echo hello > log
[armadillo ~]# echo hello 1> log

また、リダイレクトは複数指定することもできます。

[armadillo ~]# somecommand > log 2> error

上記の記述では、「somecommand」の標準 出力への出力を「log」というファイルに書き込み、標準エラー出力への出力 を「error」というファイルに書き込みます。

[armadillo ~]# somecommand > log 2>&1

このように記述すると、「somecommand」 の標準出力と標準エラー出力への出力を同時に「log」というファイルに書き 込む事ができます。

コマンドの途中経過をコンソールに表示する必要がない場合もあります。その ような場合は、/dev/nullへ書き込むことで出力 を捨てることができます。

[armadillo ~]# somecommand > /dev/null 2>&1

出力のリダイレクトと同様に、入力もリダイレクトすることができます。

[armadillo ~]# cat < /etc/hostname
armadillo

リダイレクト機能を使うと、入出力をファイルと結びつけることができました。 パイプ機能を使うと、あるプログラムの出力と別のプログラムの入力を結びつ けることができます。

以下の例では、echoプログラムの標準出力を catプログラムの標準入力に結びつけています。

[armadillo ~]# echo hello | cat
hello

以下の例では、カーネルコンフィギュレーションの中に、「ARMADILLO」と書 かれた行が何行あるか表示しています。

[armadillo ~]# zcat /proc/config.gz | grep ARMADILLO | wc -l
4

まず、zcatコマンドが /proc/config.gz(カーネルコンフィギュレーシ ョンをgzip圧縮したファイル)を展開して標準出力に出力します。その出力を 、grepコマンドの標準入力にパイプで繋いでいま す。grepコマンドは、標準入力からの入力のうち 、「ARMADILLO」という文字列を含む行だけを標準出力に出力します。 wcコマンドは、-lオプシ ョンが指定されたとき、標準入力から入力された行数を表示します。

このように、パイプを使うことで、シンプルな機能を持ったプログラムを組み 合わせて、複雑な処理を簡単に記述することができます。

ヒアドキュメントを使うと、複数行に渡る長い文をコマンドの標準入力にする ことができます。

<<[-]word
        here-document
delimiter

「<<」に続き、「word」を指定した次の行からヒアドキュメントとして、 扱われます。ヒアドキュメントは、「word」のクォートを取り除いた 「delimiter」が単独で現れる行まで続きます。「word」には、パラメータ展 開、コマンド置換、算術展開、パス名展開は行われません。

[armadillo ~]# cat <<EOF
> hello
> world
> EOF
hello
world

「word」がクォートされていない場合、ヒアドキュメントはパラメータ展開、 コマンド置換、算術式展開されます。「word」が一部でもクォートされている 場合、ヒアドキュメントの展開は行われません。

[armadillo ~]# var="hello world"
[armadillo ~]# cat <<EOF
> $var
> EOF
hello world
[armadillo ~]# cat <<'EOF'
> $var
> EOF
$var

「<<」と「word」の間に「-」を指定した場合、ヒアドキュメントの各 行の先頭のタブが取り除かれます。この機能により、シェルスクリプト中にヒ アドキュメントを記述する際に、自然なインデントで記述することができます 。

「基本的なコマンドの実行方法」では、コマンド名の後に引数を指定してコ マンドを実行すると紹介しました。

コマンドの構文を、図5.29「単純なコマンドの文法」に示します。

コマンド名の前には、複数の変数の代入を書くことができます。

最初の単語が、コマンド名になります。コマンド名だけは必須です。

コマンド名の後には、複数の単語を引数として書くことができます。

引数の後には、リダイレクトに関する記述を書くことができます。

最後に制御演算子を書くことができます。制御演算子は「||、&、&&、;、;;、 (、)、|、<newline>」のいずれかの文字列です。

[変数の代入...] <単語> [単語...] [リダイレクション] [制御演算子]

パイプラインは、「|」で区切った一つ以上の単純なコマンドの列です。

[!] <command1> [| command2...]

「パイプ」で説明したように、パイプで接続すると、「command1」の 標準出力は「command2」の標準入力に接続されます。この接続は、リダイレク トよりも先に実行されます。

パイプラインの終了ステータスは、最後のコマンドの終了ステータスになりま す。パイプラインの前に予約語である!がある場合、そのパイプラインの終了 ステータスは、最後のコマンドの終了ステータスの論理否定をとった値になり ます。また、終了ステータスを返す前に、シェルはパイプライン中のすべてのコ マンドの終了を待ちます。

パイプライン中の各コマンドは、サブシェル内で、それぞれ別のプロセスとし て実行されます。

リストは、1つ以上のパイプラインを演算子「;、&、&&、||」のいずれかで区 切って並べ、最後に「;、&、<newline>」のいずれかを置いたものです。

<pipeline1> [演算子 pipeline2...] [; or & or <newline>]

リストコマンドが制御演算子&で終わっている場合、シェルはコマンドをサブ シェル内でバックグラウンド実行します。シェルはコマンドが終了するのを待 たずに、返却ステータス0を返します。

コマンドを;で区切った場合には、これらは順番に実行されます。シェルはそ れぞれのコマンドが終了するのを順番に待ちます。返却ステータスは、最後に 実行したコマンドの終了ステータスになります。

制御演算子&&はANDリストを示し、「||」はORリストを示します。ANDリストの 場合は「pipeline1」が終了ステータス0を返した場合に限り「pipeline2」が 実行されます。ORリストの場合は、「pipeline1」が0以外の終了ステータスを 返した場合に限り「pipeline2」が実行されます。ANDリストとORリストの返却 ステータスは、リスト中で最後に実行されたコマンドの終了ステータスです。

(list)
$(list)

()で括られた「list」はサブシェル内で実行されます。返却ステータスは 「list」の終了ステータスです。

$()で括られた場合は、コマンド置換が行われます。

{ list; }

「list」が単に現在のシェル環境で実行されます。「list」の最後は改行文字 かセミコロンでなければなりません。これはグループコマンドと呼ばれます。 返却ステータスは「list」の終了ステータスです。

((expression))
$((expression))

「expression」が算術式評価の規則に従って評価されます。式の値が0でない 場合、返却ステータスは0になります。そうでない場合、返されるステータス は1になります。

$(())で括られた場合は、算術式展開が行われます。

[[ expression ]]

条件式「expression」の評価値に従って0または1を返します。単語分割とパス 名展開はの間の単語に対しては行われません。チルダ展開、パラメータ と変数の展開、算術式展開、コマンド置換、プロセス置換、クォート除去は行 われます。

==演算子と!=演算子が使われたとき、演算子の右の文字列はパターンと 解釈され、パターンマッチング規則に従ってマッチングが行われます。文字列 がパターンにマッチすれば返り値は0であり、マッチしなければ返り値は1にな ります。パターンの任意の部分をクォートして、文字列としてマッチさせるこ ともできます。

リストの最後に「&」をつけて実行すると、そのリストはバックグラウン ドプロセスとして実行されます。対して、「&」を付けずに実行したプロ セスはフォアグラウンドプロセスといいます。

バックグラウンドプロセスは、コンソールからの入力を受け付けられません。

フォアグラウンドプロセスの実行中に、サスペンド文字(通常は CtrlZ)を 入力すると、そのプロセスは停止させられ、シェルに制御が戻ります。

この時、bgと入力するとバックグラウンドプロセスとして、プロセスを再開し ます。また、fgと入力するとフォアグラウンドプロセスとして実行を再開しま す。

フォアグラウンドプロセスは、最大一つだけしか実行できませんが、停止中の プロセスやバックグラウンドプロセスは複数存在することができます。それら には、サスペンド文字の入力によって停止したときや、「&」を付けて実 行されたときにジョブ番号が割り振られます。bgやfgは、ジョブ番号を指定す ることができます。ジョブ番号は、「%」の後に続く数値で指定できます。

if文の書式を以下に示します。

if list1; then list2; [elif list3; then list4; ] ... [ else list5; ] fi

最初に、「if list1」が実行されます。「list1」の終了ステータスが0ならば、 「then list2」が実行されます。「list1」の終了ステータスが0以外で、 「elif list3」があれば、「list3」が実行されます。「list3」の終了ステー タスが0ならば「list4」が実行され、「list3」の終了ステータスが0以外でさ らにelifがあれば、そのリストが実行されます。if、elifのリストがすべて0以 外のステータスで終了し、「else list5」が指定されていた場合、「list5」 が実行されます。

if文の終了ステータスは、最後に実行されたコマンドの終了ステータスとなり ます。真と評価された条件が一つもなかった場合は、0となります。

	シェルでの真偽
	シェルでは、0を真として扱います。 C言語での真偽とは逆なので混同しないようにしてください。

if文は、多くの場合条件式と共に用いられます。条件式は、「[[」またはtest 、「[」コマンドで使用でき、ファイルの属性を調べたり、文字列比較、算術 式比較を行うことができます。

条件式には、表5.3「文字列比較の条件式」、 表5.4「算術比較の条件式」、 表5.5「ファイル比較の条件式」に示すものがありま す。

記載されていない比較の条件式については、man test を参照してください。

#!/bin/sh

if [ ! -e $1 ]; then
        echo "$1: No such file or directory."
        exit 0
fi

if [ -d $1 ]; then
        echo "$1 is directory."
elif [ -f $1 ]; then
        echo "$1 is regular file."
elif [ -c $1 ]; then
        echo "$1 is character device file."
elif [ -b $1 ]; then
        echo "$1 is block device file."
else
        echo "$1 is unknown type file."
fi

	testコマンド
	「[」は、引数の最後に「]」を取る、testコマン ドの別名です。if文などを自然にかけるように、このような名前になっていま す。 「[」はコマンド名なので、「[」の後ろと「]」の前には、空白が必要です。

C言語でのswitch文は、シェルではcase文で記述することができます。

case word in [ [(] pattern [ | pattern ] ... ) list ;; ] ... esac

case文では、まず「word」を展開し、各「pattern」にマッチするか調べます。 「word」にはチルダ展開、パラメータ展開、変数展開、算術式展開、コマンド 展開、クォート除去が行われます。「pattern」は、「word」と同様に展開さ れたあと、評価されます。

いずれかの「pattern」にマッチすると、対応する「list」が実行されます。 返却コードは、最後に実行された「list」の終了コードになります。マッチす るパターンがなかった場合、返却コードは0となります。

case文の使用例を図5.39「case文の例(case_sample.sh)」に示します。 第1引数にaまたはbを指定すると、「alfa」または「blabo」と表示します。c またはCを指定すると、「charlie」と表示します。第1引数に、これら以外の 文字列を指定する又は何も指定ない場合、「other string」と表示します。

#!/bin/sh

case $1 in
        a) echo alfa;;
        (b) echo bravo;;
        c|C) echo charlie;;
        *) echo "other string";;
esac

for文は、図5.40「for文の構文」のように書くことができます。

for name [in word]; do list; done

「in」の後ろに記述された「word」が展開され、各単語が順に変数「name」に 代入されます。代入の都度、「list」が実行されます。「in word」が省略さ れた場合、すべての位置パラメータに対して「list」が実行されます。

返却ステータスは最後に実行されたコマンドの終了ステータスになります。 「word」の展開結果が空となった場合、「list」は一度も実行されず、返却ス テータスは0となります。

「word」を固定の文字列の並びで書く例を、 図5.41「for文の例1(for_sample1.sh)」に示します。

#!/bin/sh

for a in alfa bravo charlie; do
        echo $a
done

「word」はパス名展開されますので、 図5.42「for文の例2(for_sample2.sh)」のように書くと、ルートディレク トリ直下のディレクトリ、ファイルをすべて表示します。

#!/bin/sh

for f in /*; do
        echo $f
done

コマンド展開も行われますので、図5.43「for文の例3(for_sample3.sh)」 のように書いても等価です。

#!/bin/sh

for f in $(ls /); do
        echo $f
done

while文は、図5.44「while文の構文」のように書くことができます。

while list1; do list2; done

while文では「list1」が実行され、終了ステータスが0であれば、「list2」を 実行します。これを、「list1」の終了ステータスが0である限り続けます。返 却ステータスは、最後に実行された「list2」の終了ステータスになります。 一度も実行されていないときは、0です。

#!/bin/sh

while true; do
        date
        sleep 1
done