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 groupnameusradd –m username1 -g groupnameusradd –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 s1sudo groupadd g1sudo 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 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

表达式-eq =-ne !=-gt >-lt <-n 非空串-z 空串-le <=-ge >=

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 actionelif [ 条件 ] then actionelse actionfi

#!/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

for 循环：for var in [list]do commands... done

while 循环：while [condition]do commands... done

循环语句

#!/bin/shnumber=1while [ $number -le 10 ]do

useradd user$numberecho Add a user whose name is:user$numbernumber=`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； }else if (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

C 语言源程序.c

编译器gcc

可执行文件

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 )