Рассел Сейдж. Приемы профессиональной работы в UNIX Перевод "Tricks of the UNIX Masters" by Russel G. Sage --------------------------------------------------------------- From: Владимир Казеннов ---------------------------------------------------------------  * ВВЕДЕНИЕ *  Непрерывное снижение цен, рост производительности в наше время и ожидаемое появление новых микро- и супер-микрокомпьютеров делают мощь системы UNIX доступной для все большего круга пользователей. Системы UNIX или типа UNIX работают на любых машинах, от уровня PC-XT до AT и выше. Доступность больших объемов оперативной памяти и мощных микроп- роцессоров привела к возрастанию интереса к многозадачности, системам мультипроцессирования - сфере, в которой UNIX имеет солидную репута- цию. Однако применение UNIX с максимальной отдачей - дело нелегкое. Люди годами высказывали неудовлетворение тем, что она не является "дружественной" по отношению к пользователю - и это разумная критика, хотя на самом деле UNIX содержит средства для построения интерфейсов любого требуемого уровня сложности. Наиболее важная причина трудоем- кости эффективного использования UNIX состоит в том, что в системе используются очень плодотворные идеи, не знакомые многим людям, рабо- тавшим с более простыми операционными системами. UNIX предоставляет также гораздо больше инструментальных средств, более гибких и с су- щественно большими возможностями, чем, например, популярная MS-DOS (в чем можно убедиться беглым сравнением соответствующих руководств). Вероятно, Вы, читатель, начинали с изучения UNIX в объеме, доста- точном для решения конкретных задач в вашей системе, будь то текстовая обработка и форматирование текстов, программирование или запуск ста- тистических пакетов. Через некоторое время вы, видимо, накопили (от других людей или в результате собственной работы) небольшой набор при- емов, включающий, возможно, некоторый опыт простого программирования для интерпретатора командного процессора. Хотя это естественный путь развития, принимая во внимание, что в UNIX более 200 команд, вы можете не заметить или пропустить многие мощные и полезные идеи. Более важно то, что вы можете лишиться перспективного взгляда, который приходит с полным пониманием того, как работают различные части UNIX, и концепций, которые лежат в их основе. В книге показаны многие полезные инструментальные средства и при- емы, которые вы можете сразу применять в работе, чтобы значительно по- высить производительность UNIX. В отличие от некоторых книг, которые просто представляют набор командных файлов или других средств, здесь описываются подробности того, как работает каждая программа, и указы- ваются некоторые направления адаптации программ для ваших конкретных нужд. Сочетание инструментальных средств, концепций и техники решения задач поможет вам стать мастером UNIX. ЧТО ВЫ ДОЛЖНЫ УЖЕ ЗНАТЬ Для того, чтобы извлечь пользу из данной книги, вы должны обла- дать некоторым базовым опытом работы в системе UNIX. Вы должны знать общие аспекты файловой системы, такие, как каталоги, вложенность и маршрутные имена. Вы должны знать, как использовать один из редакторов UNIX, чтобы вводить командные файлы интерпретатора командного про- цессора и, по крайней мере, слегка знать программирование с использо- ванием командного процессора. Мы сделали мало допущений, касающихся того, что вы должны знать о данной команде или особенностях UNIX. Каж- дая команда или понятие объясняется, когда оно вводится, а периоди- ческие экскурсы в ваши руководства по UNIX могут прояснить все темные места. Запомните одно: имеется так много команд с таким большим коли- чеством опций, что даже мы, профессионалы, должны время от времени об- ращаться к книге. Если вы только начинаете использовать UNIX, то книга "UNIX Primer Plus" ("Расширенный букварь по UNIX") Митчела Уэйта (Mitchell Waite), Дональда Мартина (Donald Martin) и Стефена Прата (Stephen Prata) (SAMS, 1983) даст вам исчерпывающее введение в предмет. Если вы уже не новичок, но все еще не имеете четкого представления о внутренней рабо- те командного процессора и программировании для него, то вам даст фун- даментальные основы другая книга - "Advanced UNIX - A Programmer's Guide" ("Руководство программиста по расширенному UNIX") Стефена Прата (SAMS, 1985). Фактически эта книга является идеальным спутником и справочником для дополнительных исследований, которые составляют нашу книгу. О КАКОЙ СИСТЕМЕ UNIX ИДЕТ РЕЧЬ Имеется, конечно, много вариантов UNIX. Помимо основных семейств реализаций UNIX (AT&T System V, Microsoft XENIX и Berkeley [BSD]), распространено несколько различных командных процессоров, среди кото- рых наиболее широко используются два - командный процессор Bourne ко- мандный процессор Си. Все командные файлы в данной книге были провере- ны и в System V, и в XENIX с использованием командного процессора Bourne, за исключением тех случаев, которые специально отмечены. БОЛЬ- ШИНСТВО наших командных файлов работает также под управлением команд- ный процессор Bourne в BSD, хотя нескольких команд System V нет в системе BSD и наоборот. Мы пытались указать те места, в которых эти две системы существенно отличаются, и дать некоторые альтернативные подходы для пользователей BSD. Большинство наших командных файлов было также переписано для за- пуска под управлением программного процессора Си после учета син- таксических отличий. Если вы пользуетесь командным процессором Bourne и хотели бы поэкспериментировать с программным процессором Си, то хо- рошим введением является указанная ранее книга "Advanced UNIX - A Programmer's Guide". Если один из наших командных файлов не работает в вашей системе, не впадайте в панику. Проверьте, пожалуйста, следующее: - Какая у вас версия UNIX? Отмечали ли мы что-нибудь относительно этой версии? - Какой командный процессор вы используете (Bourne, Си или дру- гой)? - Должны ли вы поменять маршрутное имя в силу того, что в вашей системе что-то находится в другой части? - Не утратили ли вы прав доступа к определенному файлу? Не нужно ли вам применить команду su, чтобы получить другой идентифика- тор пользователя или стать в корень? - Использует ли данный командный файл предварительно под- готовленный командный файл, который вы еще не ввели в вашу систему? Большинство из этих советов довольно очевидны, но никогда не ме- шает сделать глубокий вдох и внимательно подумать, прежде чем нырять в отладочные сеансы. ОБЗОР ГЛАВ Давайте бросим беглый взгляд на то, что описывается в данной кни- ге, чтобы вы получили представление о предмете книги и знали, где най- ти нужную тему. Глава 1 - введение в среду выполнения системы UNIX в целом, способы обращения пользователей к ее различным частям. Вы увидите, ка- ким образом ваш рост как мастера UNIX позволит вам максимально успешно применять все аспекты и особенности среды. В главе 2 рассматривается наиболее важная особенность среды UNIX - файловая система - и вводятся инструментальные средства для изучения файловых структур и содержимого файлов. Глава 3 предоставляет средства для практических каждодневных за- дач по сопровождению файлов - для копирования и сохранения файлов и для удаления ненужных файлов. В главе 4 описываются виды файлов, которые важны для программной документации, и предоставляются инструментальные средства, которые об- легчают вам сопровождение вашей растущей коллекции программных средств. В главе 5 обращено внимание на вашу собственную среду (home-сре- ду) и личное администрирование. Сюда относится управление вашим плани- рованием и задачами. Представлено несколько полезных средств, помогаю- щих вам. Глава 6 предоставляет способы получения сведений о других пользо- вателях и средства для обеспечения безопасности вашего рабочего прост- ранства в системе. В главе 7 рассматриваются некоторые аппаратные части устройств UNIX, особенно, терминалы и диски с некоторыми примерами инструмен- тальных программных средств. Включены также инструменты для работы с файловыми системами. Глава 8 посвящена коммуникациям в UNIX - сфере, значимость кото- рой быстро возрастает. Этот материал поможет вам работать с несогласо- ванными модемами, а также с проблемами безопасности и управления, ко- торые возникают при работе с командами cu и uucp. Предлагаемые средства помогут вам в работе как с коммуникациями от UNIX к другой операционной системе, так и от UNIX к UNIX. Приведены также практи- ческие примеры аппаратных конфигураций. Глава 9 вводит читателя в системное администрирование и безо- пасность. Вы можете найти здесь информацию, которую вы могли бы полу- чать самостоятельно только посредством многолетнего чтения и экспери- ментирования. Поскольку UNIX становится более распространенным в "ре- альном мире", безопасность становится очень важным вопросом. Мы представляем концепции, даем информацию о том, за чем необходимо сле- дить, и инструментальные средства, помогающие следить. Глава 10 завершает книгу подборкой специальных приемов UNIX, включающих одну-две командные строки, которые действуют неожиданно эф- фективно. Набор приложений предоставляет информацию, полезную при програм- мировании с помощью командного процессора и при отладке. Поскольку некоторые из инструментальных средств используют ко- мандные файлы, введенные ранее в данной книге, вы должны работать над книгой в соответствии с последовательностью глав, когда внедряете ко- мандные файлы в вашу систему. Однако вам не помешает сначала пере- листать всю книгу.  * ГЛАВА 1. Среда системы UNIX *  Введение Многообразие сред системы UNIX Ваш регистрационный каталог: как сделать его комфортным Теории относительности a la UNIX Жизнь системы UNIX: некоторые метафоры СРЕДА СИСТЕМЫ UNIX ВВЕДЕНИЕ В данной главе рассматривается среда, которая существует в систе- ме UNIX и вокруг нее. Освещение всех аспектов среды UNIX было бы слиш- ком громоздкой задачей и выходит за пределы данной книги. Даже отдель- ным утилитам, таким как fsdb и sdb, нужны свои собственные книги, что- бы отдать им должное. Мы пытаемся дать читателю начальные сведения, философию и ощущение системы UNIX, что лежит в основе исследований и инструментов, представленных в этой книге. Читая эту главу, вы, возможно, захотите прочитать (или перечи- тать) команды profile(4), environ(5), term(5), termcap(5) и termio(7) в руководствах по UNIX, чтобы ознакомиться с механизмами, которые пре- доставляет UNIX для установки рабочей среды. Внутри системы UNIX существует множество различных подсред. Все вместе они образуют общую картину, в виде которой мы представляем себе UNIX. Эта книга посвящена наиболее важным аспектам среды UNIX с целью закладывания фундамента, необходимого для понимания всей системы. Это даст вам контекст, в котором можно посмотреть на собственную работу в системе, независимо от того, являетесь вы пользователем, программистом или администратором системы. В данной главе рассматриваются различные среды в компьютерах с теоретической точки зрения, описывается "домашняя" среда и методы ее установки, способы использования условных обозначений и глобальная среда. "МНОГООБРАЗИЕ СРЕД" Каждая компьютерная система поддерживает много различных сред. Эти среды используются как строительные блоки для создания функцио- нальных рабочих систем. Различные уровни необходимы как для сокращения объема работы по управлению машиной, так и для построения такого ин- терфейса, чтобы мы могли использовать компьютер на относительно высо- ком, удобном для человека уровне. Мы рассматриваем эту модель, так как она помогает выстроить в ряд уровни, на которых мы можем работать. Имея больше знаний о том, где мы находимся в системе, и о том, как она функционирует вокруг нас, мы мо- жем легче строить растущие абстрактные модели на вершине тех моделей, которые уже имеются. Компьютеры - это фактически рабочие модели абстракций, так что чем больше мы понимаем модели, тем лучше мы можем использовать их для упрощения и ускорения нашей работы. Многообразие моделей на рис.1-1 . демонстрирует различные уровни, функционирующие внутри компьютера. Нижний слой - это стартовая точка, от которой многообразие растет вверх. Каждый уровень строится на пре- дыдущем и используется для поддержки уровня, расположенного над ним. Для каждого более высокого уровня среда более объемна и более "вирту- альна" в том смысле, что имеет место меньше условных ограничений. Верхние уровни используют для своей работы нижние и, таким образом, скрывают подробности, необходимые для работы этих нижних уровней. Мы можем создать модели высокого уровня, которые работают на машине более низкого уровня, не зная ничего о нижних уровнях. Давайте бросим беглый взгляд на уровни модели и поговорим о том, какими из них оперирует данная книга. Рис. 1-1 Многообразие компьютерных сред ------------------------------------------------------------ \ L7 / Командные файлы (scripts) \________________________________/ \ L6 / Прикладные программы, \____________________________/ интерпретатор команд, языковые генераторы \ L5 / Компилятор \________________________/ \ L4 / Операционная система \____________________/ \ L3 / Ядро \________________/ \ L2 / Условная машина, ассемблер \____________/ \ L1 / Микропрограммы \________/ \ L0 / Логические схемы, аппаратные средства \____/ ------------------------------------------------------------ УРОВЕНЬ 0 - АППАРАТНЫЕ СРЕДСТВА На самом нижнем уровне находятся аппаратные средства и логические цепи. Этот уровень определяет способ хранения и обработки данных во всех аппаратных средствах. Поскольку технология изготовления кремние- вых микросхем продолжает развиваться, этот уровень становится физи- чески меньше и проще, тогда как скорости запоминания и обработки про- должают расти. На этом уровне компонентами являются центральный про- цессор (ЦП), память, микросхемы поддержки и системная шина. Отметим, что хотя прогресс на этом уровне продолжается, это вызы- вает очень малые изменения на верхнем слое пирамиды. Философия системы UNIX состоит в том, чтобы изолировать низкоуровневый аппаратный слой и обеспечить единообразные интерфейсы к нему, которые не нуждаются в из- менениях "наверху". Верхний слой даже не должен знать о нижнем слое. Это не значит, что события в мире аппаратуры не важны в реальном мире, ведь противоречия реального мира влияют на скорость и емкость ресурсов, не говоря уже об их стоимости. УРОВЕНЬ 1 - МИКРОКОМАНДЫ Этот уровень во многом похож на язык программирования. Он явля- ется инструментом, который использует архитектор системы для создания "родного" машинного языка. Машинный язык сообщает аппаратуре, какую конкретную команду следует выполнить. В начале эволюции ЦП большинство наборов команд были аппаратно кодированными. Это значит, что когда ЦП получал команду, декодирование и выполнение производилось непосредственно цепями в кремниевой мик- росхеме. Благодаря прогрессу в технологии ЦП, некоторые микросхемы мо- гут быть программируемыми на уровне исполнения команд, что позволяет конструкторам создавать и реализовывать новые наборы команд с мини- мальными усилиями. УРОВЕНЬ 2 - УСЛОВНАЯ МАШИНА Данный уровень обеспечивает трансляцию из мнемоник языка ассемб- лера в коды операций и данные машинного языка. Язык ассемблера - это некоторая англо-подобная нотация, которая облегчает человеку понимание и управление работой компьютеров. Условная машина поддерживается ассемблером. Ассемблер может прев- ращать идеи более высокого уровня в цепочки чисел, которые могут быть затем выполнены. Наряду с ассемблером, применяются модели, помогающие использовать аппаратуру компьютера. Здесь мы можем определить такие вещи, как стеки, вектора прерываний и периферийный ввод-вывод. УРОВЕНЬ 3 - ЯДРО Ядро является следующим логическим продвижением вверх и концепци- ей, которую можно теперь реализовать программно на условной машине. Ядро предоставляет среду, поддерживающую еще большие абстракции, чем те, что рассматривались до сих пор. Двумя наиболее важными абстракция- ми на уровне ядра являются управление процессами для мультипрограмми- рования и многозадачности, и файловая система, которая управляет хра- нением, форматом, поиском файлов и т.п. Когда эти две области перепле- таются, мы имеем базовую функцию многопользовательской машины и ядро операционной системы. Одной из наиболее важных областей, которыми управляет ядро, явля- ется безопасность. Проверки идентификации пользователя выполняются в системных вызовах внутри ядра. Определенные механизмы используются яд- ром для управления безопасностью файлов, устройств, памяти и про- цессов. Единственный способ отключить механизмы безопасности состоит в изменении исходного кода ядра и перекомпиляции всей системы, что крайне нежелательно. УРОВЕНЬ 4 - ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА Данный уровень строится на ядре, чтобы создать полную операцион- ную среду. Потребность в дополнительных функциях системы можно удов- летворить созданием автономных программ, имеющих конкретное назначе- ние. Таким образом, совокупность всех специфических функций определяет операционную систему. УРОВЕНЬ 5 - КОМПИЛЯТОРЫ Компилятор - это инструмент (или программа), построенный на опе- рационной системе для дальнейшей разработки более совершенных и более мощных сред. Новые среды могут предполагать еще большие абстракции, чем на нижнем уровне, и делать больше допущений о том, что уже сущест- вует. Это делает возможным символические конструкции более высокого уровня, такие как структуры данных и управляющие структуры. Результа- том является прикладная программа. С помощью компилятора мы можем определить совершенно новый язык и сделать его рабочим на компьютере, написав компилирующую программу, которая читает этот новый язык. Это открывает целые новые области во взаимодействии человека с машиной. Высокоуровневые языки могут вопло- щать различные подходы к решению задач, например, процедурную модель или объектно-ориентированную модель, и в конце концов, очевидно, могут достичь выразительной мощи разговорного языка типа английского. УРОВЕНЬ 6 - ПРИКЛАДНЫЕ ПРОГРАММЫ В наше время прикладные программы могут означать массу разнооб- разных вещей. Мы можем предположить, что любая программа, которая сде- лана с помощью компилятора, является прикладной программой. Примерами возможных прикладных программ являются следующее поколение языков, ин- терпретаторов и генераторов прикладных программ. Интерпретатор - это программа, написанная на распространенном языке высокого уровня, кото- рая может декодировать и исполнять другой синтаксис (или язык). Приме- ром, который интересует нас в системе UNIX, является командный про- цессор shell. Это программа на языке Си, созданная для чтения и испол- нения команд, записанных по правилам синтаксиса, определенных команд- ным процессором shell. Генератор прикладных программ - это программа, написанная на язы- ке высокого уровня. Она предназначена для получения достаточной инфор- мации от пользователя о его приложении и может использовать компиля- торный язык, например Си, для написания прикладной программы, реализу- ющей то, что требуется. Пользователь ничего не программирует. Выходом генератора является рабочая программа. UNIX не делает особых различий между уровнями. Некоторые особен- ности системы, например, конвейеры, являются частью ядра на нижнем уровне. Команда типа cat выполняет довольно простую функцию на уровне операционной системы. Нечто подобное ls напоминает простую прикладную программу с относительно малым набором опций. Большие программы, по- добные семейству roff, определенно являются полновесными приложениями, а средства типа sed и awk являются фактически интерпретаторами неболь- ших языков программирования. Замечательной особенностью системы UNIX является единообразие, которое она вносит в этот широкий диапазон функций. УРОВЕНЬ 7 - КОМАНДНЫЕ ФАЙЛЫ Этот верхний уровень является языком, который интерпретирует программа /bin/sh (в случае командного процессора Bourne shell). Ее синтаксис поддерживает полный язык программирования. Хотя этот язык лишен ряда встроенных структур и функций современного языка высокого уровня, он имеет все необходимое для написания полезных программ. Большим плюсом является то, что языку командного процессора доступны в качестве внешних функций любые средства, утилиты и программы, которые имеются в системе UNIX. Это значит, что алгоритмы, которые могут пот- ребовать сто или более строк на языке низкого уровня типа Си, язык ко- мандного процессора может выразить в двадцать строк. За счет потери производительности, разумеется. ВАШ "РЕГИСТРАЦИОННЫЙ КАТАЛОГ" Поскольку UNIX создавалась как многопользовательская система, многое сделано для того, чтобы система была безопасной и удобной для каждого пользователя. Вам выделяется определенная часть файловой системы (т.е. область на диске), которая является полностью вашей и больше ничей. Вы можете заблокировать вашу область так, чтобы никто не мог заглянуть вовнутрь, или же можете оставить ее открытой, чтобы дру- гие люди могли читать эту область или писать в нее. Помимо определения вашего места в системе, можно привязать "до- машний" каталог (home-catalog) к вашим точным спецификациям. "Регист- рационный каталог" - это не только область файловой памяти, но и вся ваша среда. Можно установить переменные командного языка для определе- ния путей по системе. Можно создать инструментарий, чтобы помочь вам в работе. ЧТО ТАКОЕ СОСЕДСТВО? Во многих более старых мини- и микрокомпьютерах среда имеет "плоскую" файловую систему. Это значит, что все файлы размещаются в одной огромной области хранения и нет логических разделов для их разг- раничения. Отсутствие разделов порождает массу файлов, через которые нужно пробраться, когда вы хотите найти определенный элемент. Некото- рые системы имели в своих файловых системах групповые разделы, но обычно такие разделы были различными плоскими файловыми системами. Время показало, что такой тип среды (или модели) - не лучшее решение. Решение, которое использует UNIX,- перевернутая модель дерева. Корень системы находится наверху, а ветви растут в стороны и вниз. Имеется один и только один корень наверху. Ветви могут исходить в лю- бом направлении и простираться вниз на любую глубину. Кроме того, вы можете иметь присоединяемые ветви, которые можно изъять из системы, а затем вернуть обратно. Они монтируются на существующую в системе дре- вовидную структуру. Когда вы регистрируетесь в системе, вы можете попасть в любое место древовидной структуры. Регистрационный каталог определяется в файле паролей. К ней можно обратиться по имени $HOME, которая является одной из предопределенных переменных командного языка для вашего использования. Теперь у вас есть персональная древовидная структура под этим именем каталога. Она полностью ваша и может быть сделана не- доступной для кого угодно, кроме корня. Вы можете организовать ваш ре- гистрационный каталог ($HOME) любым приемлемым для вас способом. ПЛАНИРОВКА РЕГИСТРАЦИОННОГО КАТАЛОГА Как только ваш регистрационный каталог присоединен к определенно- му месту дерева, вы получаете полное управление структурой, которая существует ниже этого места. Вы можете оставить ее плоской или сделать подобной дереву. Эта структура зависит фактически от ваших потреб- ностей и энтузиазма в эксплуатации вашей собственной области. Наиболь- шая выгода для нас состоит в том, чтобы использовать вашу "домашнюю" среду для поддержки ваших работ и максимально уменьшить объем ручной работы. В следующих двух главах описано множество средств, которые мо- гут работать с вашей личной файловой системой. На рис.1-2 показана древовидная структура вашего регистрационно- го каталога. Эта планировка представляет каркас среды, который вы мо- жете заполнить соответствующей информацией. По мере того, как растет ваше мастерство использования системы, вам могут понадобиться эти типы областей для размещения в них информа- ции. Вы обнаружите также, что наш сценарий хранения информации предпо- лагает движение по деревьям, или их обход, так что вам гарантируется выгода от использования иерархической конструкции. Давайте пройдемся по этой примерной структуре и определим, каковы ее части. Данная структура включает много файлов и каталогов, но все они имеют определенное назначение. Возможно, вы не захотите использо- вать в точности эти имена, но вы получаете совет, какие типы категорий могут встретиться и как использовать систему для поддержки этой струк- туры. Корнем этого дерева является регистрационный каталог, который оп- ределен в пятом поле файла /ets/passwd. Использование файла паролей описано в passwd(4). Вот пример парольного входа автора: russ:.pDIPADYfIXBY:103:101:Russ Sage:/usr/russ:/bin/sh Слева направо вы видите имя пользователя (russ), пароль (.pDI...), идентификатор пользователя (103), идентификатор группы (101), личный комментарий, имя регистрационного каталога (/usr/russ) и командный процессор shell, получаемый при входе в систему (/bin/ sh). ФАЙЛЫ В РЕГИСТРАЦИОННОМ КАТАЛОГЕ Файлы, описываемые ниже, разделяются на три категории: файлы, ко- торые обычно присутствуют в вашей системе, если вы работаете в System V, файлы, которые имеются обычно в Berkeley 4.2, и файлы, которые соз- даются при использовании программ из настоящей книги. ФАЙЛЫ System V Первый файл - это .news_time. Дата этого файла соответствует то- му, когда вы последний раз читали новости в каталоге /usr/news. Для чтения новостей пользуйтесь командой news(1). Эта команда выдает но- вости, появившиеся позже даты создания файла .news_time. Следующий файл - .profile. Этот файл выполняется при каждой ре- гистрации в интерпретаторе shell и может быть использован для привязки вашей собственной среды. В дальнейшем мы рассмотрим этот файл более подробно. Следующий файл - calendar (календарь). Этот файл содержит даты и сообщения. Команда calendar(1) читает в этом файле даты, очень близкие к текущей дате. Затем печатаются или посылаются вам по почте сообще- ния. Последний файл - mbox, ваш системный почтовый ящик. Когда вы с помощью команды mail(1) сохраняете почту, она направляется по умолча- нию в mbox. ФАЙЛЫ 4.2 BSD Первым файлом здесь является .cshrc. Это первая стадия настройки системы на пользователя, выполняемой интерпретатором cshell. В системе UNIX присутствие "rc" в имени файла означает "команды запуска" ("run commands") или "запуск при загрузке" ("run on boot up"). Файл .login является синонимом файла .profile интерпретатора sh. Этот файл содержит команды настройки на среду пользователя, которая вам нужна при регистрации в системе. Следующий файл - .logout. Он выполняется, когда вы выходите из системы. Например, вы можете применить его для печати учетной информа- ции, такой как время, в течение которого вы работали в системе, используемый вами размер дискового пространства и т.д. System V не имеет подобного файла. Следующий файл - .msgsrc, предназначенный для команды msgs(1) системы Berkeley. Файл .msgsrc содержит последний, прочитанный вами файл сообщений. Файлы сообщений хранятся в виде последовательно прону- мерованных файлов в каталоге /usr/msgs. ТРЮКИ С ГЛАВНЫМИ ФАЙЛАМИ Вот программы и файлы, которые вы можете разработать во время использования данной книги. Файл .lastlog содержит даты каждого вхож- дения в систему с вашими учетными данными. Программа, которая управля- ет этим файлом, называется lastlog и представлена в главе 5. Следующий файл - .trashcan. Это каталог, который временно хранит файлы, удаленные вами. Если вы уверены, что они вам не нужны, то их можно удалить навсегда. Эта особенность рассмотрена в главе 3. Последний файл - .phone.list. Это ваша личная база данных со списком телефонов. Она обслуживается командой phone (см. главу 5). КАТАЛОГИ Первым каталогом является adm. Он содержит административные фай- лы, которые вы можете иметь, например расписания, информацию о сотруд- никах, встречах и т.д. В каталоге bbs имеются подкаталоги для каждой "доски объявлений", которую вы вызываете. Когда вы обращаетесь к этим системам, вы имеете место для размещения всех соответствующих файлов и данных. Необходимая вам информация - это меню для системы, вспомогательный текст, загрузки программ и общая информация, которая вас интересует. Каталог bin содержит все инструментальные средства, которые у вас есть. Это могут быть командные файлы или объектные модули откомпилиро- ванных программ. Подкаталог src не обязателен. В нем хранится исходный код на языке Си для объектных модулей, имеющихся в bin, так что исход- ный текст для быстрой фиксации ошибок и изменения всегда под рукой. Каталог doc - это корень всех видов документации. Подкаталогами здесь могут быть формы, письма, записки, разнообразная информация и отчеты. Каждый подкаталог содержит определенные файлы в этих областях. Каталог etc содержит любые системные или административные команды и файлы, которыми вы пользуетесь. Если вы имеете административные обя- занности, типичным содержимым этого каталога может быть резервная ко- пия текущих конфигурационных файлов, используемых системой. Вы можете сделать резервную копию файлов /.profile /etc/bcheckrc brc checklist gettydefs group inittab motd mountable unmountable passwd profile rc /usr/lib/crontab /usr/lib/uucp/L.sys USERFILE uudemon.day uudemon.hr uudemon.wk или любой другой информации о системе. Каталог proj предназначен для специальных проектов, которые у вас есть. Скорее всего, вы назовете этот каталог не proj, а по имени про- екта, например, dev для разработки (development) или qa для чистовой шлифовки (quality assurance). Все данные, корреспонденция, документа- ция и исходный код для каждой работы направляются в главный каталог проекта. Конечно, у вас может быть более одного каталога проекта. Следующий каталог - mail. Это хорошее место для размещения вашей почтовой корреспонденции от других людей, использующих систему. Имена файлов в этом каталоге являются пользовательскими. Например, если бы я получил почту от Боба, то она находилась бы в файле с именем bob. Каталог src - для всего исходного кода. Логически сгруппируйте ваш исходный код по подкаталогам, чтобы облегчить его поиск в будущем. Возможными подкаталогами являются asm для ассемблерного кода, c для исходного кода на Си, games (игры), misc (разное), script для команд- ных файлов и sys для любого исходного кода, относящегося к системе. (Если вы держите исходные тексты ваших личных инструментов в каталоге /bin/src, то здесь вы, возможно, продублируете их.) Каталог sys - это склад информации, имеющей отношение к системе. Здесь могут быть резервные копии критических системных файлов, доку- ментация по областям системы, куски выводимой информации команд who, ps, uucp, регистрационных файлов или что-либо иное. Последний каталог - tmp, который является рабочей областью для размещения временных файлов. В основном все, что находится в tmp, вы можете в любое время удалить, и средство can, описанное в главе 3, по- могает вам в этом. Отметим, что регистрационный каталог имеет минимальное количество обычных файлов. Это уменьшает путаницу, которая может происходить с плоскими файловыми системами. Каждый файл должен быть на своем месте, но может быть размещен не только здесь. Если возникает какой-либо род задач, когда файлы, связанные с этой задачей, могут быть перепутаны с другими файлами, создайте отдельный каталог. АНАЛИЗ ПРИМЕРА ФАЙЛА НАСТРОЙКИ СИСТЕМЫ Файл .profile, как следует из его названия (профилирование - фор- мирование контура, очертаний), функционирует для установки и инициали- зации параметров системы, которые вам нужны. Сюда входит установка терминалов, определение переменных, запуск программ и конфигурирование исполняющей системы. Пример файла настройки можно найти в описании ко- манды profile(4). Рассмотрим .profile, используемый автором. Мы вклю- чили его на столь ранней стадии, чтобы предложить вам коснуться поня- тий, которые более подробно раскрываются далее в этой книге. Не за- ботьтесь о понимании работы каждой части примера. Пока что просто сде- лайте мысленную отметку возможностей. Ваш .profile может быть проще и почти наверняка будет другим. 1 # @(#).profile v1.0 Defines "home" on the system Author: Russ Sage 3 CHOICE="ushort" 4 case $CHOICE in 5 ufull) PS1="`uuname -l`> ";; 6 ushort) PS1="`uuname -l|cut -c1-3`> ";; 7 graphic) PS1="^[[12mj^[[10m ";; 8 esac 10 LOGNAME=`logname` 11 HOME=`grep "^$LOGNAME:" /etc/passwd | cut -d: -f6` 12 MAIL=/usr/spool/mail/$LOGNAME 13 export LOGNAME HOME MAIL 15 HA=$HOME/adm 16 HBB=$HOME/bbs 17 HB=$HOME/bin 18 HD=$HOME/doc 19 HE=$HOME/etc 20 HM=$HOME/mail 21 HP=$HOME/proj 22 HSR=$HOME/src 23 HSY=$HOME/sys 24 HT=$HOME/tmp 25 HDIRS="HA HBB HB HD HE HM HP HSR HSY HT" 26 export $HDIRS HDIRS 28 P=/usr/spool/uucppublic/$LOGNAME; export P 30 CDPATH=.:..:$HOME:$HDIRS 31 PATH=.:/bin/:/usr/bin:/etc:$HOME/bin 32 SHELL=`grep "^$LOGNAME:" /etc/passwd|cut -d: -f7` 33 export CDPATH PATH SHELL 35 case "`basename \`tty\``" in 36 console) eval `tset -m ansi:ansi -m :\?ansi -r -s -Q`;; 37 tty00) eval `tset -m ansi:ansi -m :\?ansi -r -s -Q`;; 38 tty01) eval `tset -m ansi:ansi -m :\?ansi -r -s -Q`;; 38 esac 41 echo TERM = $TERM 42 TERMCAP=/etc/termcap 43 export TERM TERMCAP 45 HZ=20 46 TZ=PST8PDT 47 export HZ TZ 49 umask 0022 51 echo "\nTime of this login : `date`" 52 lastlog -l 54 RED="^[[31m" 55 GREEN="^[[32m" 56 YELLOW="^[[33m" 57 BLUE="^[[34m" 58 CYAN="^[[35m" 60 case "`date|cut -d' ' -f1`" in 61 Mon) echo "$RED";; 62 Tue) echo "$GREEN";; 63 Wed) echo "$YELLOW";; 64 Thu) echo "$BLUE";; 65 Fri) echo "$CYAN";; 66 esac КАК РАБОТАЕТ .profile Когда вы входите в систему, регистрационная программа выполняет интерпретатор shell с параметром '-' (например, -sh). Это сигнализиру- ет интерпретатору shell, что сейчас момент регистрации и что должен быть выполнен файл настройки. Сначала выполняется /etc/profile - общий файл настройки, установленный системным администратором для всех поль- зователей, а затем файл .profile пользователя. Каждый интерпретатор shell после этого больше не запускает эти установочные программы. В файле /etc/ profile интересно проверить машинно-зависимую информацию и посмотреть, какие умолчания были для вас установлены. Если вы хотите выполнить ваш .profile в любой момент после входа в систему, наберите ". .profile" (можно писать и ".profile", проверено, что обе формы ра- ботают - Прим. переводчика). Для поддержки вашего регистрационного каталога, используйте пере- менные командного процессора (переменные shell), чтобы облегчить пе- редвижение и сократить количество нажатий клавиш при работе с маршрут- ными именами. Переменные shell всегда являются строками и, будучи один раз определенными, не исчезают, пока вы не выйдете из системы. При использовании переменные shell являются локальными для рабо- тающего в данный момент интерпретатора shell. Их можно передать ин- терпретаторам shell более глубокого уровня путем их "экспортирования". Следовательно, если вы создаете новый командный процессор, все ваши экспортированные переменные будут по-прежнему определены для этого ин- терпретатора shell. Исчерпывающий список переменных shell, установлен- ных по умолчанию и используемых системой, см. в приложении 1. Отметим, что в нашем примере файла настройки для каждого подката- лога первого уровня, который есть в нашем регистрационном каталоге, мы также имеем переменные shell, связанные с именем этого подкаталога. Таким образом, мы можем легко обращаться к различным областям нашего регистрационного каталога. ПОСТРОЧНЫЙ РАЗБОР ПРИМЕРА ФАЙЛА НАСТРОЙКИ Строки 3-8 делают хитрую установку главной подсказки - переменной PS1. В строке 3 инициализируется переменная, которая выбирает подсказ- ку. Значение ushort жестко закодировано в файле, но вы всегда можете запросить его или установить его в зависимости от файла. Первой альтернативой является ufull, используемая для установки подсказки в виде полного имени узла uucp в локальной системе. Вы выби- раете такую подсказку, если используете несколько машин и для доступа к одной машине применяете другую. Отличительная подсказка напоминает вам, какой машиной вы пользуетесь. Отметим, что подсказка имеет одина- ковое число символов и для короткой строки, и для длинной. Если же вам нужно имя узла uucp, но не нужна длинная строка для подсказки, вы мо- жете выбрать ushort, что дает первые три символа имени узла. Как пока- зано в строке 6, имя получается применением команды uuname для получе- ния локального имени узла (опция -l). Затем это имя пропускается через команду cut, которая вырезает символы с первого по третий. Результат присваивается переменной подсказки. Последняя альтернатива для тех из вас, кто имеет графические сим- волы. Назначение в строке 7 есть греческий символ. Его можно получить применением специальных управляющих последовательностей, которые ука- зывают терминалам отображение специальных символов. Символы ^[ явля- ются визуальным представлением управляющего символа в программе vi. Вы можете получить этот символ в программе vi, набрав control-v, а затем ESC. Последовательность ESC[12m означает, что следующий символ будет напечатан как графический. Символ j является вашей подсказкой и прев- ращается в графический символ, который выдается на ваш экран. Исполь- зуя различные символы алфавита, вы можете иметь в виде вашей подсказки почти любой графический символ. ESC[10m возвращает ваш терминал в ре- жим обычного текста, так что все символы, печатаемые после того, как вы набрали ESC[10m, являются нормальными. Если вы хотите сохранить вашу пользовательскую подсказку для всех подчиненных интерпретаторов shell, экспортируйте ее. Иначе вы получите $ для всех интерпретаторов shell нижнего уровня. Строка 10 присваивает переменной LOGNAME выход команды logname(1). Команда logname - это обычная команда системы UNIX, кото- рая печатает ваше регистрационное имя из файла /etc/passwd. Обычно эта переменная установлена для вас системой, но данный пример показывает, как вы можете установить ее вручную. Строка 11 инициализирует переменную HOME. Она тоже устанавлива- ется для вас системой, но мы хотим показать, как делать эти вещи осоз- нанно, а не по умолчанию. Сначала мы ищем в файле паролей запись, соответствующую переменной LOGNAME. Мы ищем от начала строки имя, ко- торое завершается символом :, чтобы убедиться, что найдено только кор- ректное соответствие имени пользователя. Затем вся запись посылается команде cut, которая вырезает шестое поле - регистрационный каталог. Преимущество такой стратегии в том, что регистрационный каталог авто- матически меняется, если меняется запись в файле /etc/passwd. Строка 12 инициализирует переменную MAIL. Определяя MAIL, вы ука- зываете, что вы должны быть уведомлены о посылке вам новой почты, если вы находитесь в режиме on line. Строка 13 экспортирует эти переменные, так что они доступны нам в порожденных интерпретаторах shell. Строки 15-24 определяют все каталоги первого уровня в нашем ре- гистрационном каталоге. Большинство имен состоят из двух букв, некото- рые из трех. Теперь мы можем применять команды такого вида: $ cd $HD $ ls -R $HSR $ cu -ltty00 dir | tee $HBB/board/session$$ Строка 25 присваивает переменной HDIRS все имена каталоговых пе- ременных, что облегчает подключение всех каталогов без повторного вво- да их имен. Мы можем просмотреть все каталоги и напечатать размер используемого дискового пространства: $ for DIR in $HDIRS > do > echo "disk usage for $DIR: `du -s $DIR`" > done Строка 26 экспортирует переменные так, чтобы мы могли всегда их использовать. Отметим, что мы экспортировали $HDIRS и HDIRS. Перед тем, как выполнить экспортирование, $HDIRS было распространено на все различные имена переменных. Следовательно, фактически мы экспортирова- ли все имена плюс саму переменную HDIRS. Строка 28 инициализирует P так, чтобы это был ваш каталог в PUBDIR, то есть /usr/spool/uucppublic. Теперь у нас есть простой способ ссылаться на наши файлы при работе с командой uucp. Строка 30 устанавливает CDPATH. Это путь, который проверяется, когда вы выполняете команду cd. Сначала проверяется текущий каталог (.) на предмет того, есть ли в нем имя каталога, в который вы хотите попасть. Затем проверяется .. (родительский каталог). После этого просматривается ваш регистрационный каталог. Последним назначением CDPATH является $HDIRS, что подключает имена всех подкаталогов. Цель этих имен - позволить команде cd искать в соответствующем каталоге введенное вами имя. Например, если бы вы были в /etc и набрали "cd doc", вы бы попали в $HOME/doc, поскольку CDPATH содержало в себе $HOME. Аналогично, если бы вы имели подкаталог $HOME/doc/status и ввели "cd status" откуда-ли- бо из другого места в системе, вы бы пришли в $HOME/doc/status, так как корень $HOME/doc был в CDPATH. Порядок поиска в каталогах такой же, как объявлено в переменной CDPATH. Если вы вводите имя каталога, которое встречается более чем в одном месте, вы попадаете в первый каталог, обнаруженный при последо- вательном поиске. Например, если бы вы сказали "cd sys", то попали бы в $HOME/sys прежде, чем в $HOME/ src/sys. В табл. 1-1 приведен пример эквивалентных команд cd, представлен- ных в трех различных формах, которые понимает UNIX. То, какую форму вы используете, зависит от того, что считается наиболее удобным и требует как можно меньше нажатий клавиш. Таблица 1-1 Три способа использования команды cd ------------------------------------------------------------- Абсолютный CDPATH Относительно переменной ------------------------------------------------------------- cd /usr/russ cd cd $HOME cd /usr/russ/src/asm cd asm cd $HSR/asm cd /usr/russ/doc/paper/conf cd paper/conf cd $HD/paper/conf cd /usr/russ/tmp cd tmp cd $HT ------------------------------------------------------------- Строка 31 инициализирует переменную PATH. PATH работает таким же образом, как CDPATH. Она ищет программы, которые нужно запустить, в каждом каталоге, указанном в переменной PATH. Если имя не найдено ни в одном из этих каталогов, печатается сообщение ": not found" ("<имя-файла>: не найдено"). Поскольку мы можем установить наш PATH как угодно, можно указать все таинственные места в системе, в которых расположены исполняемые модули. Когда мы хотим их выполнить, мы не обязаны их искать и наби- рать полное маршрутное имя. Чтобы дополнить PATH, введите, например, следующее: PATH=$PATH:/usr/lib/uucp Команда paths, представленная далее в этой книге, использует $PATH, чтобы сообщить нам, в каком каталоге размещен исполняемый мо- дуль. Строка 32 инициализирует переменную SHELL. Эту переменную могут использовать не более чем одна или две утилиты. Обычно она устанавли- вается системой, когда вы регистрируетесь. Строка 33 экспортирует пе- ременные CDPATH, PATH и SHELL. Строки 35-39 - это хитрый способ установки определений термина- лов. Строка 35 начинается со спрятанной команды tty, заключенной в знаки ударения (`...`). Выходом команды tty является "/dev/tty00". За- тем мы берем основное имя этой строки, т.е. "tty00". Далее мы исполь- зуем структуру переключателя по этому значению, чтобы увидеть, что мы хотим сделать для каждого конкретного терминала. Команды tset, пока- занные здесь, относятся к среде XENIX и могут быть неприемлемыми в ва- шей среде. Строка 41 делает эхо-отображение значения TERM на экран, чтобы сообщить вам тип вашего терминала, если он вам нужен. Это значение доступно, если описанная ранее команда tset устанавливает для вас TERM как часть своей обычной работы. В строке 42 устанавливается переменная TERMCAP, указывающая на /etc/termcap. Это обычный способ установки переменной TERMCAP. Другой способ - присвоить TERMCAP текущую закодированную строку, которая на- ходится в файле описания терминала. Если TERMCAP установлен на закоди- рованную строку, то утилите vi нет необходимости обращаться к файлово- му вводу-выводу, чтобы получить характеристики вашего терминала. Стро- ка 43 экспортирует эти значения так, чтобы они были доступны на любом уровне интерпретатора shell. Строка 45 устанавливает частотную переменную. Это переменная из XENIX и, возможно, имеется в System V. Она используется для установки информации о времени. Строка 46 устанавливает информацию о зоне времени, как это требу- ется в библиотечном вызове ctime(3). Имея переменную TZ, вы можете пе- рекрыть подразумеваемую зону времени при доступе ко времени из прог- раммы на языке Си. Строка 47 экспортирует эти переменные. Строка 49 устанавливает ваше значение маски пользователя (umask). Она управляет подразумеваемым разрешением доступа для всех файлов, ко- торые вы создаете. Система вычитает значение umask из 777. Результат становится правом доступа к файлу, в данном случае 755. Когда вы соз- даете каталог с правом доступа 755, этот каталог показывается командой "ls -l" как rwxr-xr-x. Когда вы создаете некаталоговый файл с правом доступа 755, этот файл показывается как rw-r--r--, что эквивалентно 644. Некаталоговые файлы не имеют бита x, поэтому их нельзя исполнить. Каталогам же нужен установленный бит x, чтобы они были доступны по ко- манде cd. Строки 51 и 52 сообщают вам о времени вашего сеанса работы в системе. Строка 51 сообщает вам текущее время вашего входа в систему, а строка 52 вызывает программу lastlog, которая печатает дату вашей последней регистрации в системе. Программа lastlog описана в главе 5. Строки 54-58 инициализируют переменные, генерирующие цвета на цветном мониторе. Управляющие значения являются стандартными значения- ми кодов ANSI. Это работает в системе XENIX и может работать в вашей системе. Растровая графика не доступна, но имеется символьная графика и различные основные (foreground) и фоновые (background) цвета. Основ- ные цвета кодируются числами, начиная с 30, а фоновые цвета - числами с 40. Строки 60-66 - просто для забавы. Они представляют собой хитрый способ устанавливать каждый день на экране различные цвета. Строка 60 начинается с запуска команды date и передачи ее выхода по конвейеру команде cut. Вырезается первое поле, которое является днем недели. За- тем мы создаем структуру переключателя по строке дня, выполняя различ- ные действия для каждого дня. Благодаря эхо-отображению управляющих последовательностей, монитор реагирует немедленно. ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ ВНУТРИ СИСТЕМЫ UNIX Теперь, когда мы ознакомились с "домашней" средой, следующий шаг - обратиться к средам, находящимся вне регистрационного каталога ($HOME). Например, что представляют собой другие каталоги на том же уровне, что ваш $HOME ? Кто еще работает в системе? Как попроще полу- чить доступ к их каталогам? Можете ли вы запускать программы в чужих каталогах? Такого рода вопросы и действия относятся к другим людям в вашей системе. Единственный способ ответить на эти вопросы - посмотреть вокруг себя. Никто не собирается рассказывать вам, что такое система. Вы должны сами исследовать ее и выяснить, куда вы можете ходить, а куда нет. Система конечна, так что вы можете себе помочь, делая распечатки всех каталогов и файлов. Вы можете маневрировать в системе UNIX, используя относительную нотацию. Поскольку системное дерево образовано из каталогов, обозначе- ния . и .. позволяют нам двигаться вверх и вниз по дереву. В любой точке .. означает родительский каталог текущего каталога, в котором мы находимся. Ниже показаны некоторые примеры относительных команд. ls -l $HOME/.. перечисляет файлы в моем родительском каталоге. cd ../../.. в предположении, что текущим каталогом является /usr/russ/src/c, делает моим текущим каталогом /usr. ls . перечисляет файлы в текущем каталоге. ls .. перечисляет файлы в моем родительском каталоге. $HOME/../../bin/ls запускает ls в каталоге /usr/russ/../../bin, т.е. в /bin/ls. ../fred/bin/ls запускает команду ls в каталоге двоичных модулей Фреда, который имеет тот же родительский каталог, что и я, т.е. /usr/fred/bin/ls. ОБЩАЯ СИСТЕМНАЯ СРЕДА Системная среда не просто НАХОДИТСЯ в системе UNIX, а ЯВЛЯЕТСЯ системой UNIX. Как мы увидим в этой книге, вся система - UNIX, Си, ко- манды, файлы и т.д. - это просто логический подход к функционированию компьютера. Программное обеспечение - это то, что определяет система для конечного пользователя. Мы можем представлять все машины, работаю- щие в системе UNIX, как одинаковые и трактовать каждый UNIX как один и тот же. Мы предполагаем, что реакция машины будет каждый раз одинако- вой. Мы можем смотреть на UNIX таким же образом, как на физические за- коны. Мы ограничены ими, но мы также вольны применять эти законы в си- туациях и областях, с которыми мы до этого никогда не встречались. Мы можем доверять этим законам и допускать, что они применимы везде, куда бы мы ни направились. Такова система UNIX, по крайней мере в идеале. Система имеет много сред. Важно понимать, что они собой представ- ляют, как взаимодействуют и для чего могут быть использованы. Так же, как программы = структуры данных + алгоритмы так и UNIX = файловое дерево + утилиты Среда UNIX - это сочетание двух важнейших вещей: файлового дерева и интерфейса системных вызовов. Это дерево допускает бесконечное расширение возможностей, позволяя монтировать внешние дисковые области в любой точке файловой системы. Дерево помогает также в сборе логи- чески связанных файлов, что делает систему более организованной. Интерфейс системных вызовов обеспечивает набор инструментов, из которых можно построить большинство других функций. Определение интер- фейса System V имеется в виде типографской книги и может быть найдено в книжных магазинах. Строгое следование этому стандарту гарантирует совместимость с постоянно развивающейся AT&T System V. ОБЩЕЕ ФАЙЛОВОЕ ДЕРЕВО Для того чтобы лучше понять мир UNIX, посмотрите пример распечат- ки структуры UNIX на рис.1-3 . Это наглядное представление полного де- рева корневой файловой системы. Любые другие расширения файловой системы монтируются на эту файловую систему. Точкой временного монтирования является /mnt. Более постоянные точки монтирования должны быть созданы администратором, например /0, /1 и т.д. или /usr1, /usr2 и т.д. ПЕРВЫЙ СЛОЙ Самым левым каталогом является /bin, который содержит все главные двоичные утилиты. Это наибольший из двух основных каталогов двоичных модулей. Следующий каталог - /dev, в котором размещены все файлы уст- ройств. Файлы устройств являются точками доступа к периферии, подсое- диненной к системе. Этот файл привязан к периферии с помощью ядра и драйвера устройства. Административные утилиты и конфигурационные файлы хранятся в /etc. Примерами являются getty и gettydef, init и inittab, а также файл паролей (/etc/passwd). Следующий каталог - /lib, где размещены библиотеки компилятора. Здесь могут храниться и другие типы библиотек. Каталог /lost+found используется утилитой fsck (главное средство поддержания файловой системы) для хранения логически удаленных файлов. Если на самом деле вы хотите сохранить эти файлы, они могут быть изв- лечены из этой удерживающей области после завершения уборки файловой системы. Следующий каталог - /mnt. Это временная точка монтирования для файловых систем. Мы часто монтируем и демонтируем файловые системы просто для того, чтобы запустить быструю проверку чего-либо. Здесь под- ходящее место для этого. Главным временным рабочим каталогом системы является /tmp. Многие утилиты, такие как vi, fsck, интерпретаторы shell и программы резерв- ного копирования, используют /tmp для хранения рабочих файлов. Следующий каталог - /usr, который применяется как точка монтиро- вания. Файловая система, смонтированная здесь, содержит дополнительную системную информацию и каталоги пользователей. Это разделение между загружаемой файловой системой и пользовательской файловой системой бы- ло сделано, чтобы сбалансировать загрузку диска. Если бы все важные файлы были в одном разделе, он был бы слишком большим. Производитель- ность может быть ухудшена, если все действия направлены в одну логи- ческую область диска. Благодаря разбивке всей системы на две, каждая файловая система поддерживает разумное количество свободного прост- ранства. Чуть ниже мы рассмотрим каталог /usr более подробно. Последний файл - это само ядро, /unix. Весь /unix фактически су- ществует и представляет собой большой a.out (скомпилированный объект- ный файл). Ядро изготавливается путем запуска ld на группе библиотек, которые загружаются по очереди в огромный исполняемый модуль, называе- мый /unix. Машина запускается с первых 512 байтов корневой файловой системы. Программа начальной загрузки, которая находится здесь, загру- жает программу загрузки большего размера, иногда называемую /boot. /boot загружает и запускает /unix. ВТОРОЙ СЛОЙ Второй слой каталогов размещается под /usr. Как упоминалось ра- нее, /usr используется как точка монтирования для другой файловой системы. Это значит, что все файлы, которые имеются в /usr, находятся в другом разделе загружаемого диска или вообще на другом диске. Первым каталогом является adm, для администрирования. Он содержит учетные файлы и регистрационный файл для su (супер- пользователя), а также другие административные файлы. В каталоге bin имеются исполняемые модули, которые используются менее часто, чем модули в двоичном каталоге корневого уровня (/bin). Почти все исполняемые модули распределены между этими двумя каталога- ми. Другие исполняемые модули рассеяны по всей системе, например /usr/lib/uucp/uucico и /usr/lib/ ex3.7preserve. Далее games. UNIX приходит с ассортиментом интересных игр. Боль- шинство из них текстовые, но предоставляется несколько программ графи- ческого типа, например worm, worms и rain. Каталог include содержит все файлы-заголовки. Файлы-заголовки используются в программах на языке Си для определения структур и системных присваиваний, полезных для программирования. Здесь имеется подкаталог sys, который содержит все файлы= заголовки, относящиеся к системе. Читая эти файлы-заголовки, можно многое узнать о системе UNIX. Следующий каталог - lib, который содержит библиотечные файлы для всех видов "имущества": файлы печатающих устройств, файлы поддержки утилиты vi, другие языки и uucp. Каталог /usr/ lib представляется складом всяких библиотек, которые имеются в системе, отличных от биб- лиотек компилятора. Каталог lost+found находится здесь для той же цели, что и однои- менный каталог корневого уровня. Каждая файловая система должна иметь такой файл. Без него fsck не имеет временного места для размещения по- луудаленных файлов и поэтому удаляет их навсегда. В каталоге mail находится ваш системный почтовый ящик. Когда вы запускаете команду mail, здесь накапливается очередь сообщений. В ка- талоге usr/mail каждый файл носит имя пользователя. В этом файле хра- нится почта пользователя, пока он не прочитает ее. Каталог man предназначен для активных страниц руководств по системе UNIX. Наличие постоянного доступа к страницам руководств явля- ется хорошим средством. Однако, эти страницы занимают много места, и доступ к ним может потребовать довольно много времени при сильно заг- руженной системе. В каталоге news хранятся все файлы новостей. Эти файлы именованы в соответствии с порядком, в котором они были введены в каталог. Ко- манда news(1) смотрит на дату файла $HOME/ .news_time, чтобы сообщить, какие новости вы еще не читали. Каталог preserve предназначен для файлов, связанных с утилитой vi. Они помещаются сюда, когда вы работаете с vi или с редактором ex и пропадает питание машины либо ваш сеанс работы прерывается в виде "за- висания". Когда в системе восстанавливается питание, /tmp содержит файлы редактора ex. Из каталога /etc/rc запускается утилита /usr/lib/ex3.7preserve, которая просматривает /tmp, преобразует его в сохраненный файл и помещает его в /usr/preserve. Когда вы входите в систему, вы получаете почту о том, что у вас имеется сохраненный файл редактора, который вы можете восстановить и поместить его на исходное место. Каталог pub не содержит ничего особенного, обычно в нем просто некоторые информационные файлы вроде таблицы ASCII или греческих сим- волов. Каталог spool - это главная точка входа для всех буферизованных файлов в системе. В этом каталоге имеется много подкаталогов, содержа- щих специфические типы буферизованных файлов. Некоторыми типичными подкаталогами являются lp, uucp и uucppublic. В каталоге src хранится исходный код системы UNIX, если он име- ется в системе. От этого каталога ответвляется много уровней: команды, библиотеки, код ядра, код машинного языка и автономные утилиты. Часто в /usr/src хранится также исходный код для локальной машины. Каталог sys традиционно хранит файлы, необходимые для генерации нового ядра. Это файлы-заголовки, конфигурационный файл, библиотеки и командный файл для создания нового ядра из всех этих файлов. Последний каталог - tmp. Это вторичная временная область хране- ния, которая используется не так часто, как /tmp. Ее, однако, исполь- зует утилита sort. ЖИЗНЬ СИСТЕМЫ UNIX: НЕКОТОРЫЕ МЕТАФОРЫ UNIX - это особый мир, живущий своей жизнью. Его социальная структура имитирует реальную жизнь, с правительством, содержащим пра- вителя (корень root), штатом поддержки (bin, cron, lp, sys) и массами (/usr/*). Массы не имеют доступа к мощи правителя, если не используют предварительно установленных средств (/bin/su) или не занимаются кри- минальными действиями и нарушением мер безопасности. Как и в любом об- ществе, большая многопользовательская система UNIX устанавливает права и обязанности своих пользователей. При входе в систему пользователь получает свое "место под солн- цем" (регистрационный каталог - $HOME ). Это место зависит от того, что было раньше (от родительского каталога ..), а будущие места за- висят от того, что происходит позже (каталоги, подчиненные $HOME). Работа распределяется по организациям и иерархиям в зависимости от их функций в обществе (все пользователи в /usr, все транзитные фай- лы в /usr/spool, все функции безопасности в /etc). Посмотрите вокруг себя в вашей системе, чтобы ознакомиться с вашим миром. Вы можете после этого выбрать, участвовать ли в некоторой части этого мира или игнорировать ее. Движение людей в системе UNIX происходит параллельно. Некоторые области (/tmp) доступны всем, а некоторые области сильно охраняются от большинства людей (/etc/passwd). Транспортная служба может перевезти наши вещи (передача файлов по сетям uucp). Мы даже можем воспользо- ваться общественным транспортом, чтобы добраться в разные части города (вход в другие системы (rlogin), эта особенность имеется только в BSD). В мире UNIX нам доступны различные пути. Эти пути помогают нам сформировать свою судьбу (дисковые разделы, монтированные в любое место файлового дерева). Когда дисковый пакет монтируется, он стано- вится доступным нам. Когда он демонтируется, мы теряем доступ к нему. Когда запускаются процессы, они проходят через различные этапы своей жизни. Они рождаются (ответвляются), растут (становятся планиру- емыми и помещаются в таблицу процессов) и, наконец, становятся произ- водительными рабочими в обществе (переходят в состояние запуска и вы- полняются). Все процессы имеют фамильное дерево. Порожденный процесс всегда имеет родителя, а родительские процессы могут порождать много "детей". В зависимости от приложения, они могут быть "дедами" и "внуками". Про- цессы "умирают" так же легко, как создаются. Одной из необычных вещей в мире UNIX является то, что "дети" почти всегда "умирают" раньше сво- их "родителей". Правительство (ядро) проводит в жизнь параметры среды, которые выглядели бы в довольно тоталитарном духе, если бы это было в реальном мире. Только определенное число рабочих допускается к рабочему месту одновременно (это максимальное количество ячеек в таблице процессов). Рабочие ограничены в числе "детей", которых они могут иметь (макси- мальное количество процессов на пользователя). Поскольку рабочие на- капливают материальные ценности, они ограничены в количестве товаров, которые они могут поместить в комнаты своих домов (максимальный размер файла, или ulimit). Хотя не установлен лимит на число различных файлов (комнат) максимального размера, которые могут существовать, вся систе- ма имеет предел (df показывает свободное пространство), и одна не- насытная персона может нанести удар по окружающим. Здесь возникает своего рода экология. Так же, как компьютерный век проходит под присмотром электронной автоматики, так и UNIX ведет таблицы о деятельности всех пользовате- лей. Механизмы учета организованы правительством (внутри ядра) и всег- да записывают действия каждого пользователя. Тем не менее, это свобод- ное общество в той мере, что вы можете получить распечатку о вашем кредитном состоянии (используя acctcom для печати учетных записей). Хотя система UNIX имеет негативные аспекты (как и человеческое общество), в ней есть также некоторые очень позитивные особенности. Гибкость системы и богатство инструментов дает нам очень продуктивную и детально разработанную рабочую среду. Наша производительность в этом смысле ограничена в основном нашим собственным воображением. Когда ра- бота становится слишком утомительной и скучной, мы всегда можем создать средства, делающие за нас эту работу. Это обстановка свободной инициа- тивы, в которой хорошие идеи могут дать значительное увеличение произ- водительности.  * ГЛАВА 2. Доступ к файлам *  СОДЕРЖАНИЕ Введение 2.1. Поиск файлов 2.1.1. tree - визуализация файлового дерева 2.1.2. thead - печать начала каждого файла 2.1.3. tgrep - поиск строк в дереве файловой системы 2.1.4. paths - нахождение пути доступа к исполняемым файлам, со специальными опциями 2.2. Вывод информации 2.2.1. lc - вывод файловой информации на экран по столбцам 2.2.2. ll - вывод файловой информации в длинном формате 2.2.3. kind - вывод однотипных файлов 2.2.4. m - простой доступ к команде more 2.2.5. mmm - обработка программой nroff макрокоманд для рукописей 2.2.6. pall - печать всех файлов в дереве ВВЕДЕНИЕ В главе 1 был представлен обзор общей структуры системы UNIX и показано, как взаимодействуют ее различные части. Это похоже на введе- ние в географию, когда на глобусе показывают континенты и крупные вод- ные пространства. Такая информация, хотя и является хорошим фундамен- том для общих знаний, вряд ли поможет найти наилучший путь из Сан-Франциско в Лос-Анжелес. Необходим следующий уровень детализации: названия поселений, дорог, развилок, улиц, адресов. Файловая система UNIX похожа на континент со множеством городов и, действительно, с адресами внутри городов. Каталоги и различные уровни подкаталогов можно сравнить с маршрутами между различными пунк- тами назначения, названия файлов - с адресами. Большое число путей и мест назначения может выглядеть пугающе, но благодаря регулярности и логичности, файловая система UNIX позволяет вам легко перемещаться из одного места в другое, если вы знаете несколько основополагающих принципов. Будучи пользователями UNIX, все мы научились пользоваться основ- ными командами файловой информации, как, например, ls с различными оп- циями. Мы знаем, как перемещаться между каталогами и копировать или перемещать файлы. Тем не менее, находить нужную информацию о файлах из всей массы информации не так-то легко. Нам необходимо создать инстру- ментальные средства, которые используют древовидную структуру файлов в UNIX, чтобы находить то, что мы ищем, и, соответственно, выводить ин- формацию о файлах на экран, печатать листинги содержимого файлов и т.д. Эта глава знакомит с инструментальными средствами, которые облег- чают задачу поиска и доступа к файлам. Доступ к файлам может быть обеспечен различными способами, поэтому техника и стиль меняются от одного командного файла к другому. Например, в некоторых случаях вам нужно найти имена всех файлов в данном сегменте файлового дерева, в других случаях вас будут интересовать файлы только заданного типа: текстовые файлы вообще или исходные файлы на языке Си в частности. КОМБИНИРОВАНИЕ ПРОДУКТИВНЫХ ИДЕЙ Две концепции являются общими почти для всех файловых инструмен- тальных средств. Первая - это идея рекурсивного поиска, которая озна- чает, что некоторые команды системы UNIX (например, find) просматрива- ют все файловое дерево, начиная с некоторой заданной начальной точки (или с текущего каталога). Если в данном каталоге встречается подката- лог, то его содержимое тоже исследуется - и так далее вниз к самому нижнему под-подкаталогу. Так проходятся маршруты ко всем файлам в це- лом дереве. Стандартные команды системы UNIX обеспечивают только ограниченное число основных функций, которые могут работать рекурсивно по всему файловому дереву. Наша стратегия при создании инструментальных средств в этой главе - воспользоваться преимуществами такого рекурсивного по- иска и распространить их на многие другие функции. Вторая ключевая идея, связанная с полезными файловыми инструмен- тальными средствами - это возможность соединения команд с программными каналами и управление потоком данных с помощью переадресации. Вероят- но, вы уже встречались с подобными особенностями в вашей собственной работе с UNIX и эффективно их использовали. Возможно, вы еще не осоз- нали, что соединение рекурсивного поиска, предоставляемого некоторыми стандартными командами, со специфическими функциями, предоставляемыми другими командами, позволяет нам создать команды, которые автомати- чески обходят обширные файловые деревья и извлекают нужную информацию. (В следующей главе мы выйдем за пределы распечатки и отображения ин- формации на экран и научимся работать с файлами так, что мы сможем ко- пировать, перемещать и восстанавливать их по мере надобности.) Для удобства мы сгруппируем инструментальные средства в два раз- дела: поиск файлов и распечатка файловой информации. Имеет смысл представлять их в таком порядке, так как вы сначала должны найти файл, чтобы потом с ним работать. ПОИСК ФАЙЛОВ Этот раздел посвящен поиску файлов, где бы они ни находились, вы- воду на экран выбранной информации и поиску символьных строк внутри файлов. Первая программа, tree, обходит все файловое дерево и печатает имена всех файлов в формате визуального дерева. Она рекурсивно спуска- ется в каждый каталог и находит все его файлы, обеспечивая тем самым глобальный осмотр файловых областей и их вложенной по глубине структу- ры. Другое инструментальное средство - это thead. Thead печатает несколько первых строк текстовых файлов, которые находятся в данном сегменте файлового дерева. Просматривая заголовок, т.е. первые несколько строк файла, вы можете получить достаточно информации, чтобы идентифицировать содержимое файла. При вызове thead вы можете явно за- дать каталог либо передать команде thead по конвейеру список полных имен файлов. Это делает команду thead фильтром - особым видом команд системы UNIX, который мы обсудим позже. Следующее инструментальное средство - tgrep. Как следует из наз- вания, это еще одна команда, связанная с файловым деревом, которая использует утилиту grep. Tgrep ищет символьные строки в каждом файле, который находится в данном сегменте файлового дерева. Tgrep также яв- ляется фильтром, так что имена файлов можно передавать ей по конвейе- ру. В нашем последнем проекте в этом разделе мы обратимся к использо- ванию каталогов как средства "навигации". Сначала мы опишем основной алгоритм для утилиты, которая для каждого файла из заданного списка файлов проверяет, находится ли этот файл в каком-либо каталоге по ука- занному маршруту поиска. Затем мы построим paths - утилиту, которая дополняет функцию поиска полезными опциями. РАСПЕЧАТКА ФАЙЛОВОЙ ИНФОРМАЦИИ Этот раздел знакомит вас с инструментальными средствами, предназ- наченными для вывода на экран имен файлов и их содержимого. Инструмен- ты такого рода весьма полезны, так как они могут значительно уменьшить количество необходимых символов, набираемых с клавиатуры при запуске команды, и внести больше смысла в одну команду. Первые два командных файла являются пре- и постпроцессорами для команды ls. Команда lc выводит файловую информацию по столбцам, коман- да ll перечисляет файлы в длинном формате. Эти командные файлы допол- нены опциями команды ls, чтобы сделать распечатки более информативны- ми. Так как команда ls используется довольно часто, упаковка наиболее часто применяемых нажатий клавиш в командные файлы представляется це- лесообразной. Упаковка уменьшает количество постоянно набираемых сим- волов и упрощает использование команд, исключает необходимость запоми- нания подробного синтаксиса. Третье инструментальное средство - это kind. Kind - еще один ко- мандный файл препроцессорного типа, использующий команду UNIX file. Команда file читает указанный файл и затем сообщает, является ли этот файл текстовым, архивным или исполняемым. Поскольку распечатки команды file не выбирают файлы заданного типа, возникает необходимость в соз- дании для этого специальной утилиты. Команда kind работает с распечат- кой команды file. Kind выводит на экран имена файлов только заданного типа. Еще один командный файл - m, который облегчает работу со стан- дартной командой more системы UNIX, уменьшая количество необходимых для запуска команды символов и упрощая интерфейс. Делается это без по- тери гибкости: так же, как вы можете использовать команду more для файла или передать команде more данные по программному каналу, вы мо- жете сделать то же самое для m. Следующий командный файл - это mmm. Он состоит из одной заготов- ленной командной строки для программы nroff системы UNIX. Существует много способов вызова команды nroff и множество различных опций к ней. Если же вы редко используете nroff, у вас могут возникнуть трудности в запоминании специфических опций, необходимых для вашей работы с коман- дой. Эти проблемы отпадут, если у вас есть команда mmm. Определите оп- ции, которые вы обычно используете, и введите их в командный файл mmm (о том, как это сделать практически, речь пойдет ниже). Теперь доста- точно набрать mmm - и вы имеете возможность работать с вашей командой nroff. Последняя утилита - pall. Pall обходит файловое дерево, ведя по- иск файлов заданного типа, и готовит их к выводу на принтер. Команда pr системы UNIX используется для разбивки на страницы всех файлов вместе и включения заголовков. Эта команда предлагает на рассмотрение принтеру один большой файл и наиболее полезна в тех случаях, когда у вас имеется множество каталогов с текстовыми файлами или с исходными файлами программ. Определив в общем основные наши задачи, перейдем к более близкому знакомству с упомянутыми инструментальными средствами. 2.1. ПОИСК ФАЙЛОВ 2.1.1. tree - визуализация файлового дерева ---------------------------------------------------- ИМЯ: TREE ---------------------------------------------------- tree - вывод на экран структуры файлового дерева НАЗНАЧЕНИЕ Находит все файлы в файловом дереве и выводит на экран имена фай- лов, показывая иерархическую структуру файлового дерева. ФОРМАТ ВЫЗОВА tree [dir] ПРИМЕР ВЫЗОВА $ tree $HOME Выводит структуру файлового дерева регистрационного каталога. ТЕКСТ ПРОГРАММЫ 1 : 2 # @(#) tree v1.0 Visual display of a file tree Author: Russ Sage 2а вывод на экран структуры файлового дерева 4 if [ "$#" -gt 1 ] 5 then echo "tree: wrong arg count">&2 6 echo "usage: tree [dir]" >&2 7 exit 2 8 fi 9 if [ "$#" -eq 1 ] 10 then if [ ! -d $1 ] 11 then echo "$0: $1 not a directory">&2 12 echo "usage: tree [dir]" >&2 13 exit 2 14 fi 15 fi 17 find ${1:-.} -print | sort | sed -e "1p" -e "1d" \ 18 -e "s|[^/]*/| /|g" \ 19 -e "s|[^ */|/|" \ 20 -e "s|/\([^/]*\)$|\1|" ОПИСАНИЕ ЗАЧЕМ НАМ НУЖЕН КОМАНДНЫЙ ФАЙЛ tree? Как мы уже отмечали, вся система UNIX строится вокруг файловой системы, которая похожа на дерево. Дерево, с которым мы работаем в системе UNIX, растет вверх ногами: корень находится вверху, а ветви и листва растут вниз от корня. Физическая структура реальных деревьев и файловых деревьев, используемых в системе UNIX, очень сходна: один ко- рень (начальная точка) и один ствол. Как глубоко и как далеко могут уходить ветви от основного ствола - не ограничивается ничем, кроме ог- раничений физического пространства. Аналогично, число листьев, которые может иметь каждая ветвь, фактически не ограничено. Многое в системе UNIX задумано для того, чтобы приспособиться к дереву. Некоторые команды обходят дерево и сообщают о его компонентах, но обычно их сообщения выдаются в форме, не очень удобной для чтения человеком. Это делает командные файлы весьма мощными инструментами. Перевести необработанные, недружественные сообщения командных файлов в удобный, информативный вид довольно легко. Команда tree является комбинацией команд системы UNIX, которые представляют логическую файловую структуру в наглядной форме. Эта ко- манда полезна для получения глобальной картины файлов, их расположения в иерархической структуре файлового дерева, гнездовой структуры ката- логов и подкаталогов. ЧТО ДЕЛАЕТ tree? Команда tree - это постпроцессор для команды UNIX find. Find просматривает сегмент файлового дерева и полные имена всех файлов, ко- торые соответствуют заданному критерию. Команда tree использует утили- ту sed системы UNIX, чтобы перевести выход команды find в наглядную форму. Входным параметром для команды tree является имя каталога, кото- рое может быть указано в любом абсолютном виде, например, /usr/spool/uucp, или в относительном, например, ../../bin. Если ника- кого имени не указано, подразумевается ., что является текущим катало- гом. Имя каталога является началом (или корнем) отображаемого дерева. Чтобы показать глубину дерева, все файлы, подчиненные данному катало- гу, отображаются с отступом. Для удобства представления гнездовой структуры, между следующими друг за другом ответвлениями печатается косая черта (/). Рассмотрим пример структуры каталога. Пусть корневым каталогом будет /tmp с двумя каталогами: a и b. В каталоге a находится подката- лог aa, который содержит файл file1, а в каталоге b , соответственно, подкаталог bb, содержащий файл file2. Команда find выдаст распечатку такого вида: # find /tmp -print /tmp /tmp/a /tmp/a/aa /tmp/a/aa/file1 /tmp/b /tmp/b/bb /tmp/b/bb/file2 Как видно из этого листинга, файлы a и aa есть каталоги, а файл file1 находится внизу файлового дерева. Сравните этот результат с ре- зультатом, который выдает команда tree, используя утилиту sed. # tree /tmp /tmp / a / / aa / / / file1 / b / / bb / / / file2 Корневым каталогом в этом листинге является каталог /tmp. Там, где дерево переходит на более глубокий уровень, печатаются только сим- волы косой черты. Первый уровень - /tmp, под этим уровнем находятся файлы-каталоги a и b, затем, соответственно, их подкаталоги aa и bb. Исходя из этого листинга, мы делаем вывод, что на первом уровне ката- лога находятся два файла (и эти файлы в действительности являются ка- талогами) и что два файла находятся в подчиненных каталогах. Отметим, что мы смогли идентифицировать aa и bb как каталоги только потому, что в них присутствуют файлы file1 и file2. Сравните этот листинг с выходом "необработанной" команды find. Выход команды tree исключает отвлекающее внимание повторение элементов путей доступа при каждом переходе к более низкому уровню. Благодаря этому, сразу же видно СУЩЕСТВЕННУЮ информацию. Вот что мы имеем в ви- ду, когда говорим о создании более наглядного для человека интерфейса с системой UNIX. ПРИМЕРЫ 1. $ tree Использует подразумеваемый каталог (текущий каталог, что рав- носильно команде "$ tree .") в качестве начала файлового дерева. 2. $ tree / Печатает древовидный листинг для КАЖДОГО файла всей системы. Ко- манда find при таком ее запуске начинает с корневого каталога и выдает информацию о всех файлах системы. 3. $ tree $HOME/.. Показывает древовидный формат для всех других пользователей системы (предполагается, что все пользовательские каталоги находятся в одном и том же каталоге, например /usr/*). ПОЯСНЕНИЯ Первая строка содержит только знак двоеточия (:) - "нулевую ко- манду". Это связано с тем, что все командные файлы, описываемые в этой книге, сделаны так, чтобы их можно было запускать в среде интерпрета- тора Bourne shell. Наш комментарий в строке 2, идентифицирующий версию, начинается со знака решетки (#). Си-shell ищет этот знак как первый знак командного файла. Если он найден, то предпринимается по- пытка выполнить данный командный файл. В противном случае Си-shell пе- редает командный файл интерпретатору Bourne shell. Вот почему мы не хотим начинать первую строку со знака #. Мы, конечно, могли бы оста- вить первую строку чистой, но чистая строка невидима и может быть слу- чайно удалена. Соответственно мы будем использовать чистые строки в других случаях, чтобы выделить важные участки программы. Строка 2 идентифицирует версию. Символьная строка @(#) есть спе- циальная последовательность в строке комментария, которая распознается как строка "what" ("что"). Команда what в системе UNIX читает файл и печатает сообщение, которое следует за строкой "what". Чтобы идентифи- цировать версию данного командного файла, наберите # what tree и будет напечатано следующее сообщение: tree: tree v1.0 Visual display of a file tree Author: Russ Sage Строки 4-7 проверяют, не слишком ли много аргументов было переда- но командной строке. Это осуществляется путем исследования переменной $#, которая представляет собой счетчик числа позиционных параметров командной строки. Если насчитывается более одного параметра, печата- ется соответствующее сообщение об ошибке в стандартный файл ошибок (stderr) и программа останавливается с плохим значением статуса. Отметим, что команда echo обычно печатает в стандартный выход (stdout). Мы можем перенаправить stdout в другой файловый дескриптор, указав его. В данном случае мы собираемся печатать в stderr. Синтаксис переводится так: "вывести эту строку и перенаправить ее в файловый дескриптор (&) стандартного файла ошибок (2)". Печать сообщений об ошибках в stderr обеспечивает согласованное поведение командного файла независимо от среды, в которой он запущен. Отметим также, что коды статуса выхода в интерпретаторе shell противоположны тем, которые используются при программировании на языке Си. В Си истинное значение есть 1, ложное отлично от 1. При программи- ровании на языке shell успешным статусом выхода (истиной) является 0, а плохим статусом (ложью) ненулевое значение. Вы, возможно, удивитесь, почему мы так беспокоимся о том, чтобы вернуть ложный статус выхода, если командный файл собирается просто напечатать сообщение об ошибке и прекратить работу. Дело в том, что все инструментальные средства системы UNIX должны быть спроектированы так, чтобы они могли быть связаны с другими командами и процессами, в которые они могут быть встроены. Возможно, что другой команде необхо- димо будет вызвать команду tree и проверить, корректно ли она отрабо- тала. Хорошим стилем проектирования программных средств является прог- нозирование и разрешение многих способов использования программы. Строки 9-15 проверяют, чтобы любые параметры, передаваемые ко- мандной строке, были действительно каталогами, как указано в нашем синтаксисе. Напомним, что в командной строке может быть помещен только один каталог. Если мы используем только один параметр и этот параметр не является каталогом, то мы печатаем сообщение об ошибке и выходим. Таким образом, операторы проверки гарантируют, что либо не использу- ется ни один параметр, либо единственный используемый параметр явля- ется корректным каталогом. Мы подошли к сердцу команды tree - это строки 17-20. Главным здесь является команда find системы UNIX. Каталог, в котором ведется поиск, определяется при запуске команды. Синтаксис ${1:-.} является формой параметрической подстановки и означает следующее: если $1 (что является первым позиционным параметром) установлен (иными словами, если аргумент был передан командной строке и был ненулевым), то нужно использовать это значение. В противном случае следует использовать ка- талог . (текущий каталог). Этот тип подстановки дает нам возможность запускать команду tree без указания имени каталога (когда после tree на командной строке ничего не следует),- то есть работать в режиме "по умолчанию", что часто используется в различных файловых инструментах. Команда find выводит на печать полное имя каждого файла, который ей встречается. Поскольку не используется никакая специальная опция для селекции файлов, печатаются все имена. После этого все полные име- на файлов сортируются для более удобного чтения. Такая сортировка несколько увеличивает время работы команды, однако наглядность резуль- тата говорит о том, что это время было потрачено с пользой. Далее, отсортированные полные имена файлов передаются по прог- раммному каналу команде sed системы Unix. Sed - это "потоковый редак- тор", очень гибкое средство, которое может быть использовано для иден- тификации и обработки различных образцов текста. Опции -e являются операциями редактирования, применяемыми к поступающим данным. Первый оператор просто сообщает команде sed, что нужно напечатать первую строку, затем удалить строку 1. Это делается для того, чтобы напеча- тать название корневого каталога, который исследуется. Этой строке не требуется никакой дальнейшей модификации, так как корневой каталог не имеет никаких дополнительных элементов путей доступа, которые нужно было бы трансформировать в символы косой черты для показа отступов. Удаление первой строки связано с тем, что она не нужна в дальнейшей работе. Вторая операция редактирования является командой подстановки. Она заменяет каждый символ, отличный от символа косой черты (вплоть до первого символа /) на последовательность пробелов и затем один символ (/). Это избавляет нас от печатания имен промежуточных каталогов впе- реди полного имени файла. Буква g в конце этой строки означает, что эта операция выполняется глобально, то есть для всех считываемых сим- волов. Итак, теперь строка состоит из начального элемента пути и одной или более последовательностей пробелов, разделенных символами косой черты. Символы обратной косой черты (\) в конце операций редактирова- ния - это символы продолжения, которые сообщают команде sed, что нужно продолжить работу со следующей строкой в текущем пакете операций ре- дактирования. Третья операция редактирования (строка 19) также является коман- дой подстановки и заменяет каждый символ, который не является пробелом (вплоть до символа /) на "не символ" и один символ косой черты. Этот оператор удаляет пробелы из предыдущего результата редактирования и смещает символ в самую левую позицию. Это создает гнездовую индикацию, которую мы видели в предыдущем примере. Последняя операция редактирования (в строке 20) заменяет символ косой черты и все отличные от него символы (до конца строки) просто на символы, отличные от /. Отметим, что это устраняет самый правый символ /, который присутствует в листинге команды find. В результате остается имя подчиненного файла, сдвинутое вправо. Отметим синтаксис \1 команды sed - признак, относящийся к первому (в данном случае единственному) регулярному выражению в скобках, кото- рое ему предшествует. В данном случае команде sed указано пройти сим- волы, соответствующие регулярному выражению - символы, отличные от /. 2.1.2. thead - печать начала каждого файла ----------------------------------------------------- ИМЯ: thead ----------------------------------------------------- thеаd Печатает заголовок (первые несколько строк) файлов. НАЗНАЧЕНИЕ Пройти файловое дерево и напечатать первые несколько строк каждо- го файла. Если не указан каталог, то thead действует как фильтр. ФОРМАТ ВЫЗОВА thead [dir...] ПРИМЕР ВЫЗОВА $ find $HOME/src -name "*.c" -print | sort | thead Печатает заголовки (первые несколько строк) всех моих исходных файлов на языке Си. ТЕКСТ ПРОГРАММЫ 1 : 2 # @(#) thead v1.0 Prints head of files in tree Author: Russ Sage 2а Печатает заголовки файлов в дереве 4 if [ "`echo $1|cut -c1`" = "-" ] 5 then echo "$0: arg error" 6 echo "usage: $0 [dir ...]" 7 exit 1 8 fi 10 case $# in 11 0) while read FILE 12 do 13 if file $FILE | fgrep text >/dev/null 2>&1 14 then echo "\n:::::::::::::::::::::" 15 echo " $FILE" 16 echo "\n:::::::::::::::::::::" 17 head -15 $FILE 18 fi 19 done;; 20 *) for NAME in $* 21 do 22 find $NAME -type f -print | sort | wile read FILE 23 do 24 if file $FILE | fgrep text >/dev/null 2>&1 25 then echo "\n:::::::::::::::::::::" 26 echo " $FILE" 27 echo "\n:::::::::::::::::::::" 28 head -15 $FILE 29 fi 30 done 31 done;; 32 esac ПЕРЕМЕННЫЕ СРЕДЫ ВЫПОЛНЕНИЯ FILE Содержит имя каждого файла NAME Имя каталога, заданное в командной строке ОПИСАНИЕ ЗАЧЕМ НУЖЕН КОМАНДНЫЙ ФАЙЛ thead? Как уже объяснялось ранее в этой главе, иерархическая файловая система является очень значительной частью системы UNIX. Однако, толь- ко несколько команд в UNIX имеют дело непосредственно с рекурсивным поиском файлов. Единственный способ расширить возможности системы - создать новые рекурсивные утилиты, работающие с файлами. В данном слу- чае мы соединим нашу стратегию поиска по дереву с командой head систе- мы UNIX для упрощения идентификации содержимого всех файлов в выделен- ном сегменте файлового дерева. Иногда у нас, возможно, будет возникать желание просмотреть файлы в более чем одном каталоге. В больших проектах разработки программного обеспечения файлы обычно создаются в нескольких иерархических катало- гах. Thead может работать со множеством путей доступа и выводить заго- ловки (несколько первых строк файлов) в виде непрерывного потока. ЧТО ДЕЛАЕТ thead? Thead - это препроцессорная команда к команде head системы UNIX. Команда head очень примитивна, но, добавляя к ней управляющую структу- ру и логику, мы можем создать очень полезное инструментальное средство, которого нет в стандартной среде UNIX. Например, мы захотели просмотреть заголовки всех текстовых файлов в нашем регистрационном каталоге. Если у нас имеется большое число подкаталогов, нам необходимо все их пройти и просмотреть все файлы, содержащиеся в них. Мы можем сделать это с помощью команды $ thead $HOME Если мы хотим просмотреть только исходные файлы на языке Си (*.c), то представленный выше синтаксис не годится для этого. Он не обладает достаточной гибкостью. Нам необходимо иметь способ указать (или квалифицировать) файлы в $HOME перед тем, как просматривать их. Так как команда thead может воспринимать полные имена файлов, мы можем использовать следующую команду: $ find $HOME -name "*.c" -print | sort | thead Команда find генерирует список файлов с расширением C, который сортируется и подается по каналу на вход команде thead. Как видно из представленных двух примеров, весьма полезной для командного файла является возможность получать входные данные либо из аргументов командной строки (как в первом примере), либо по программ- ному каналу (как во втором примере). Способность использовать прог- раммный канал позволяет вам применять какие-либо другие команды систе- мы UNIX, которые могут отбирать входные данные для вашего командного файла. Команда с такой двойной возможностью называется ФИЛЬТРОМ. Среди стандартных команд системы UNIX вы найдете лишь несколько команд-филь- тров, таких как wc, awk, sort. Эти два способа поступления входных данных в программы делают ин- терфейс с командными файлами очень гибким. Мы можем подстраивать прог- рамные средства под наши нужды, а не подстраивать наши желания под имеющееся программное обеспечение. Аргументами для команды thead являются каталоги. Никаких опций, начинающихся со знака "-" нет, только каталог или полные имена файлов. Команда thead знает из синтаксиса, какой способ запуска команды будет использоваться. Если командная строка содержит имя файла, thead просмотрит все позиционные параметры. Если никакие имена не указаны, thead читает стандартный ввод (stdin) и останавливается, когда встре- чает EOF. (Такое бывает в случае, когда команда thead получает входные из программного канала.) Для каждого файла, с которым работает thead, выполняется контроль - текстовый ли это файл. Применение команды head к исполняемым модулям приводит к выводу "таинственных" символов на экран и иногда может выз- вать дамп оперативной памяти. ПРИМЕРЫ 1. $ thead /etc Печатает данные из каждого текстового файла, находящегося в ката- логе /etc. Очень полезная команда, так как большинство файлов в /etc являются исполняемыми модулями. Удобно иметь возможность быстро изоли- ровать текстовые файлы. 2. $ thead /usr/include Просматривает все подключаемые файлы (*.h), даже в системном под- каталоге sys. 3. $ find $HOME -ctime 0 -print | thead Ищет все файлы в вашем регистрационном каталоге, которые были из- менены в течении последних 24 часов. Для каждого файла проверяется, текстовый ли он. Если файл текстовый, то он печатается. ПОЯСНЕНИЯ Строки 4-8 выполняют проверку ошибок. Так как команда thead не имеет никаких опций, любые позиционные параметры, которые начинаются с дефиса (-) являются неверными. Если первым символом первого позицион- ного параметра оказывается "-", то печатается сообщение "argument error" (ошибка аргумента) вместе с сообщением о способе запуска и ко- манда thead прекращает работу. Некоторые приемы программирования для интерпретатора shell, используемые в этих строках, довольно часто встречаются в данной кни- ге, поэтому имеет смысл остановиться на них подробнее. Проанализируем строку 4, работающую изнутри наружу. Команда echo выдает содержимое $1 (текущий параметр командной строки), которое пе- редается по программному каналу команде cut. Команда cut используется для того, чтобы выделить определенные символы или группы символов из строки. В данном случае опция -c1 используется для получения только первого символа. КОМАНДА cut ДЛЯ BSD В системе BSD нет команды cut, но следующий командный файл все же "вырезает" первое непустое поле в текущем аргументе. Предположим, мы используем команду для генерации целого набора строк. В данном случае это команда who: for NAME in 'who | sed "s/^\([^ ]*\).*/\1/"' do done Для каждой обнаруженной строки (аргумента) команда sed должна подставить вторую строку символов вместо первой строки. Первая строка - это строка, которая вырезается. Мы ищем от начала строки (^) символ, отличный от пробела ([^ ]), за которым следует любое число непустых символов (*). Эта операция прерывается по достижении пробела. Набор непустых символов ограничивается обратными косыми чертами \( и \). Впоследствии ссылка на этот набор дается в виде \1. Символы .* означа- ют, что после того, как найден пробел, необходимо считать подходящими все символы до конца строки. Мы находимся фактически сразу после того, что заключено в пару символов \( и \). Группируя первый набор симво- лов, отличных от пробела, мы получаем то, что является результатом ра- боты команды "cut -f1". В этом месте мы подходим к знакам ударения (`), окаймляющим все выражение. Они берут результат работы всех команд, заключенных в знаки ударения и передают на следующую охватывающую структуру в наших вло- женных выражениях. Этот следующий уровень окаймления указан кавычками. Кавычки превращают символ в строку, чтобы его можно было сравнить с символом "-". Следующий слой - квадратные скобки, указывающие условие для оператора if. Это приводит к тому, что генерируется нулевое (исти- на) или ненулевое (ложь) условие, которое управляет тем, будет ли вы- полнена часть then оператора if-then. Мы не собираемся подробно анализировать много строк данного ко- мандного файла, но мы хотим показать вам, как читать выражение или всю строку текста программы так, чтобы это имело смысл. Остальная часть командного файла представляет собой один огромный оператор выбора (case). Аргументом, используемым для ветвления, явля- ется число позиционных параметров в командной строке. Если позиционных параметров нет, то в строках 11-19 активируется цикл while. Заметим, что цикл while выполняет оператор чтения, но не указывает, откуда дол- жен быть взят его вход. Это связано с тем, что входом по умолчанию яв- ляется стандартный ввод (stdin). Для каждого имени файла, которое чи- тается из стандартного ввода, запускается команда file системы UNIX. Выход команды file передается по программному каналу команде fgrep (а не grep, что увеличивает скорость), чтобы посмотреть, является ли файл текстовым. Фактический выход команды fgrep перенаправляется на нулевое уст- ройство (в бесконечную область памяти), поскольку он нам не нужен. Нас интересует лишь код возврата после выполнения всего конвейе- ра. Если команды file и fgrep отработали успешно, кодом возврата явля- ется ноль. Это истинное значение, поэтому выполняется участок цикла после then (строки 14-17). Если файл не существует или не является текстовым, то код возврата ненулевой, и условный оператор завершается. Это приводит нас в конец цикла, выполняется следующая итерация цикла while и мы рассматриваем следующий аргумент из стандартного ввода. Теперь рассмотрим обработку, выполняемую по then (строки 14-17). Для каждого файла, который является текстовым, печатается строка двое- точий (:) до и после имени файла, а команда head системы UNIX печатает первые 15 строк. Такой сценарий продолжается, пока не закончатся дан- ные в стандартном вводе. Рассмотрим другую альтернативу, покрываемую данным оператором вы- бора. Она обрабатывает ситуацию, когда имеется несколько позиционных параметров (что указано символом * в операторе case). Цикл for пробе- гает все параметры (строка 20). Звездочка (*) в операторе case означа- ет, что подходит любое значение, которое не подошло ранее. Это улавли- вающая (catchall) опция. Цикл for использует аргумент $* в качестве своего входа. Он представляет значения всех позиционных параметров, что является фактически всей командной строкой, исключая имя утилиты. Команда find используется для поиска всех нормальных файлов в ка- талоге. "Нормальные" файлы не означает "только текстовые файлы", поэ- тому мы проверим это позже. Выход команды find передается по каналу команде sort, чтобы сделать его более наглядным. Отсортированный список передается по каналу в цикл while, который помещает имя файла в переменную FILE (строка 27). Проверяется, текстовый ли файл, затем он печатается командой head. Если мы сравним строки 13-18 и строки 24-29, то мы увидим, что это один и тот же код. В большинстве языков программирования это озна- чало бы, что мы должны оформить эти строки как процедуру и вызывать ее, когда нужно. Язык программирования интерпретатора shell, хотя и довольно мощный, не имеет хорошего способа реализации процедур. Последний интерпретатор shell в System V имеет функции, которые позво- ляют решить эти проблемы. Отметим, что внутренний цикл while повторяется на каждом файле, который существует в определенном каталоге, а внешний цикл for прохо- дит от каталога к каталогу. ВОЗМОЖНЫЕ МОДИФИКАЦИИ Для увеличения гибкости хорошо бы добавить опции, чтобы вы могли переходить на команду find непосредственно из thead. Полезными аргу- ментами были бы -name для изолирования образцов имен файлов и -ctime для обработки изменений, связанных со временем. Еще одной привлекательной особенностью было бы добавление опции грамматического разбора (основанной на -) и опции -n, указывающей, что из команды head должно быть напечатано n строк. ВОЗМОЖНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В чем отличие между двумя следующими операторами? $ find $HOME -name "*.c" -print | thead и $ find $HOME -name "*.c" -exec head {} \; Они выглядят очень похоже, и они действительно похожи. Они обра- батывают одни и те же файлы и печатают одни и те же данные из каждого файла. Основное отличие в том, что строка, которая использует thead, печатает хорошее оформление вокруг имени файла, а чистая команда find печатает непрерывный поток текста так, что очень трудно определить, какой файл вы просматриваете. 2.1.3. tgrep - поиск строк в дереве файловой системы -------------------------------------------------------------- ИМЯ: tgrep -------------------------------------------------------------- tgrep Поиск строки по шаблону в дереве файлов НАЗНАЧЕНИЕ Обходит файловое дерево и ищет в каждом файле указанную строку. Если не указан никакой каталог, tgrep действует как фильтр. ФОРМАТ ВЫЗОВА tgrep [-c|-h] string [file ...] ПРИМЕР ВЫЗОВА # tgrep "profanity" / Поиск слова "profanity" по всей системе (суперпользователь снова на тропе войны!) ТЕКСТ ПРОГРАММЫ 1 : 2 # @(#) tgrep v1.0 Search for string in tree Author: Russ Sage 2а Поиск строки в дереве 4 OPT="" 6 for ARG in $@ 7 do 8 if [ "`echo $ARG|cut -c1`" = "-" ] 9 then case $ARG in 10 -c) OPT="-name \"*.c\"" 11 shift;; 12 -h) OPT="-name \"*.h\"" 13 shift;; 14 *) echo "$O: incorrect argument" >&2 15 echo "usage: $O [-c|-h] string [file ...] >&2 16 exit 1;; 17 esac 18 fi 19 done 21 case $# in 22 0) echo "$O: argument error" >&2 23 echo "usage: $O [-c|-h] string [dir ...]" >&2 24 exit 2 25 ;; 26 1) while read FILE 27 do 28 grep -y "$1" $FILE /dev/nul 29 done 30 ;; 31 *) STRING=$1; shift 32 eval find "$@" -type f $OPT -print | sort | while read FILE 33 do 34 grep -y "$STRING" $FILE /dev/null 35 done 36 ;; 37 esac ПЕРЕМЕННЫЕ СРЕДЫ ВЫПОЛНЕНИЯ FILE Содерж