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。

[darmadillo ~]$ 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。

[darmadillo ~]$ 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。

[darmadillo ~]$ cat nonexistent_file 2> error
[darmadillo ~]$ 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。

[darmadillo ~]$ cat hello > log
[darmadillo ~]$ cat 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。

[darmadillo ~]$ 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。

[darmadillo ~]$ 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。

[darmadillo ~]$ 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。

[darmadillo ~]$ cat < /etc/hostname
debian

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。

[darmadillo ~]$ 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。

[darmadillo ~]$ zcat /proc/config.gz | grep ARMADILLO | wc -l
21

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。

[darmadillo ~]$ 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。

[darmadillo ~]$ var="hello world"
[darmadillo ~]$ cat <<EOF
> $var
> EOF
hello world
[darmadillo ~]$ 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5.28「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後である!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Ctrl+Z)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5.38「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5.39「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5.40「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5.41「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5.42「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5.43「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