Linux 环境及 Shell 程序

Linux环境及Shell程序 操作系统实验1

二、Shell编程与进程通信

常用shell命令 • 文件及文件属性操作 • ls、cp、mv、rm • ln、ln –s、chmod、groupadd、useradd • 输入输出操作 • echo 、cat • >>、>、| • 目录操作 • cd、 pwd、 ls • mkdir、 cp、 mv、 rm -r • 文本过滤 • head、 tail、 grep、sort、sed、awk • 其他 • find、expr • 获取信息： man

Shell简介 • shell是用户和内核之间的接口。为屏蔽内核复杂性，在内核周围建一个外壳（shell），用户向shell提出请求，shell将请求传给内核。Shell有多种，一般使用bash（bonurne shell）。 • Shell是一种命令解释器，支持变量、函数、控制语句等，类似于一种高级编程语言。 • 以#!/bin/sh开头，指示所用的命令解释器，#后接注释

为什么要有shell脚本 • 系统管理员每天需要进行大量且重复的管理工作，如文件路径备份、更新等。这时候可以将重复进行的操作写入一个文本文件，作为shell脚本运行。 • 如，系统管理员每天都需要运行如下命令 groupadd groupname usradd –m username1 -g groupname usradd –m username2 –g groupname -m默认方式，/home/username1

Shell脚本运行过程 • 编写shell脚本 • 使用任意编辑器（gedit、vim、nano等）编写脚本 • 添加执行权限： chmod u+x test.sh • 运行脚本： ./test.sh • 运行脚本的几种方式 • sh 脚本名：sh 只执行bash，读文件，只需r权限；开启新的儿子shell运行脚本 • ./脚本名：当前目录下该脚本，作为可执行程序运行，需x权限，每次开启新的儿子shell运行脚本 • . 脚本名：. 是一个命令，不开启儿子shell，当前shell运行

Vim编辑器 • 三种模式 • 插入模式：键盘按键当作文本 • 命令模式：键盘按键当作命令 • 底行模式：输入“:” 进入。 • 另存为 :w 新文件名 • 保存退出 :wq • 不保存退出:q!

Shell脚本示例 #!/bin/sh #This is s1 sudo groupadd g1 sudo usradd –m u1 –g g1 sudo usradd –m u2 -g g1 chmod u+x s1 ./s2 /etc/group查看组 /etc/passwd查看用户

Shell脚本示例 #!/bin/sh #This is s2 #print “Hello Shell!” echo “Hello Shell!” chmod u+x s2 ./s2

Shell的变量 • 变量名=变量值 • 不需要声明类型，直接赋值使用 • 等号后无空格，若变量值中有空格，需要引号，如a=“hello world” • 都为字符串类型，数值运算需要外部命令，expr • 变量取值：在变量名称前加“$” • 双引号“”：可引用除$、`、\外任意字符或字符串 • 单引号‘’：可引用引号里所有字符（包括引号） • $ A=a • $ echo $A 输出结果为 a • $ echo “$A” 输出结果为 a • $ echo ‘$A’ 输出结果为 $A

系统变量和特殊变量 • 系统变量 env命令查看所有环境变量 • $HOME用户主目录，~ • $PATH执行命令时所搜寻的目录 • 特殊变量 • $0这个程序的执行名字$n这个程序的第n个参数值$*这个程序的所有参数$#这个程序的参数个数$$这个进程的PID$?执行上一个指令的返回值 test.sh: #!/bin/sh echo Filename: $0 echo Arguments: $* echo Number of args.: $# echo 1st arg.: $1 echo 2nd arg.: $2 执行： ./test.sh 1 2

条件测试 • 表达式 -eq = -ne != -gt > -lt < -n 非空串 -z 空串 -le <= -ge >= • 测试文件状态 -d:目录 -s:文件非空 -f:正规文件 -w:可写 -L:符号链接 -u:文件有suid位 -r:可读 -x:可执行 • 逻辑操作 -a && -o || ! # [ -f /etc/passwd -a -f /etc/inittab ] # echo $? 0 # [ -x /etc/passwd -o -x /bin/sh ] # echo $? 0

控制语句 • if 语句 if [条件测试] then action elif [条件] then action else action fi #!/bin/sh scores=40; if [ $scores -gt 90 ] then echo "very good!" elif [ $scores -gt 80 ] then echo "good!" elif [ $scores -gt 60 ] then echo "pass!" else echo "no pass!" fi

循环语句 • for循环： for var in [list]do commands... done • while循环： while [condition]do commands... done #!/bin/sh number=1 while [ $number -le 10 ] do useradduser$number echo Add a user whose name is:user$number number=`expr $number + 1` done

进程通信 • 进程间通信的作用进程间需要数据传输、资源共享和事件通知。 • 进程间通信的方式 • 管道通信（无名管道和命名管道） • 信号通信 • 内存资源共享 • 消息队列 • 信号量

管道通信 • 管道是单向的、先进先出的，把一个进程的输出和另一个进程的输入连接在一起。一个进程（写进程）在管道的尾部写入数据，另一个进程（读进程）在管道的头部读出数据。 • 管道包括无名管道和有名管道两种，前者用于父子进程间通信，后者用于运行任意两进程通信。

无名管道 • 创建无名管道：pipe() • #include <unistd.h> • int pipe(int filedes[2]); 成功返回0，否则返回-1 • filedes是两个文件描述符，filedis[0]为管道读端，filedis[1]为管道写端

无名管道 • 读管道 • 使用读文件描述符fd[0] ，调用read( )系统调用。 • #include <unistd.h> • ssize_t read(int fd,void *buf,size_t nbytes); • 返回：读到的字节数，若已到文件尾为0，出错为-1。 • 写管道 • 使用写文件描述符fd[1]，调用write( )系统调用。 • #include <unistd.h> • ssize_t write(int fd,const void *buf,size_t nbytes); • 返回：已写字节数，若出错为-1。

fork（） • 创建子进程 • 一个现有进程调用fork函数可以创建一个子进程。fork函数被调用一次但返回两次。若在子进程中则返回0，父进程中则返回子进程ID。 main() { int i=fork(); if(i != 0) { 父进程执行的程序段；} elseif (i != -1) { 子进程执行的程序段；} 父子进程都执行的程序段； }

Wait() • 阻塞自己，直到子进程死亡 • 进程调用wait（），立即阻塞自己，由wait自动分析是否当前进程的某个子进程已经退出，如果让它找到了这样一个已经变成僵尸的子进程，wait就会收集这个子进程的信息，并把它彻底销毁后返回；如果没有找到这样一个子进程，wait就会一直阻塞在这里，直到有一个出现为止

无名管道 • 父进程写数据，子进程读数据 • 先调用pipe()创建一个管道用于父子进程间通信，再调用fork()创建一个子进程，该子进程会继承父进程所创建的管道。必须在系统调用fork()前调用pipe()。 • 之后如父进程关闭写端，子进程关闭读端，就可以实现子进程向父进程发送消息。

管道 • pipe(fd) 创建一个管道（#include <unistd.h>），fd[0]为管道的读端；fd[1]为管道的写端。管道可用来实现父进程与其子孙进程之间的通信。管道以FIFO方式传送消息。例： • main() • { int x,fd[2]; • char buf[30],s[30]; • pipe(fd); /*创建管道*/ • while((x=fork())= = -1); /*创建子进程失败时，循环*/ • if(x = = 0) • { sprintf(buf,“This is an example\n”); • close(fd[0]); • write(fd[1],buf,30); /*把buf中的字符写入管道*/ • exit(0); } • wait(); • read(fd[0],s,30); /*父进程读管道中的字符*/ • printf(“%s”,s); • }

Linux下c编程 • 运行c文件，hello.c为例 • gcc 文件名 • ./ 运行程序 • gcc hello.c 编译+链接，得到可执行文件a.out • gcc –o hello hello.c 编译+链接，得到可执行文件hello 编译器 gcc 可执行文件 C语言源程序 .c

实验：Shell编程与父子进程通信

作业 • Shell编程 • 设计一个shell程序，添加一个新组为class1，然后添加属于这个组的30个用户，用户名的形式为stdxx，其中xx从01到30。 • 父子进程间管道通信 • 创建一个无名管道和子进程，子进程向父进程发送消息（如”This message is sent from child process”），父进程在收到消息后能做出反应（打印出”the parent process has received the message”和该消息)

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