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Capitolo 142.   Introduzione alla shell Unix

La shell è il programma più importante in un sistema operativo, dopo il kernel. È in pratica il mezzo con cui si comunica con il sistema e attraverso il quale si avviano e si controlla l'esecuzione degli altri programmi.

La shell ha questo nome (conchiglia) perché di fatto è la superficie con cui l'utente entra in contatto quando vuole interagire con il sistema: la shell che racchiude il kernel.

Una shell è qualsiasi programma in grado di consentire all'utente di interagire con il sistema. Può trattarsi di qualcosa di molto semplice come una riga attraverso cui è possibile digitare dei comandi, oppure un menù di comandi già pronti, o un sistema grafico a icone, o qualunque altra cosa possa svolgere questo compito. Nei sistemi Unix si usano ancora shell a riga di comando, ma queste, anche se povere esteticamente, sono comunque molto potenti e difficilmente sostituibili.

La shell tipica di un sistema Unix è l'interprete di un linguaggio di programmazione orientato all'avvio e al controllo di altri programmi. Questo interprete è in grado di eseguire i comandi impartiti da un utente attraverso una riga di comando in modo interattivo, oppure di eseguire un file script, scritto nel linguaggio della shell.

In origine esisteva una sola shell nei sistemi Unix; ovvero la «shell Unix». Attualmente le cose non sono più così e si fa riferimento alla shell storica con il nome del suo autore, Steve R. Bourne, pertanto si parla piuttosto di shell Bourne. La shell Bourne originale ha subito molti rimaneggiamenti e ne esistono diverse varianti e riscritture complete. In generale, a causa di queste diversificazioni conviene fare riferimento allo standard POSIX.

142.1   Shell POSIX

Le shell derivate da quella di Bourne che dichiarano di essere aderenti allo standard POSIX sono molte, purtroppo con tante piccole differenze tra di loro. Conviene citarne alcune: (1) (2) (3)

Bash ovvero Bourne again shell, predisposta per la massima compatibilità POSIX, ma ricca di estensioni proprie;
Ash ovvero Almquist shell, usata soprattutto nei sistemi *BSD.
Dash ovvero Debian Almquist shell, predisposta per essere quasi esclusivamente POSIX, senza estensioni particolari.

142.2   Invito della shell

Quando una shell attende ed esegue i comandi impartiti dall'utente, si trova in una modalità di funzionamento interattivo. La disponibilità da parte della shell di ricevere comandi viene evidenziata dall'apparizione sullo schermo del terminale di un messaggio di invito o prompt. Questo, per lo più, è composto da simboli e informazioni utili all'utente per tenere d'occhio il contesto in cui sta operando.

In questo senso, l'invito è un elemento importante della shell, tenendo conto soprattutto della possibilità di configurarlo in base alle proprie esigenze. Il concetto di «invito» riguarda tutti i programmi che richiedono un'interazione con l'utente attraverso una riga di comando.

142.3   Storico dei comandi

Lo storico dei comandi (o «storia», se si preferisce il termine) è un registro degli ultimi comandi inseriti dall'utente (pertanto, si tratta di un «registro storico», che di solito si abbrevia solo con l'aggettivo: «storico»). Quando la shell lo gestisce, l'utente è in grado di ripescare facilmente un comando utilizzato poco prima, senza doverlo riscrivere completamente, con la possibilità di modificarlo o di completarlo.

142.4   Comandi interni

Le shell POSIX e la maggior parte delle altre, mettono a disposizione una serie di comandi interni (o comandi incorporati) che vengono richiamati nello stesso modo con cui si avvia un programma normale. Solitamente, se esiste un programma con lo stesso nome di un comando interno, è il comando ad avere la precedenza, ma logicamente, i programmi standard che hanno lo stesso nome di comandi interni delle shell principali, svolgono di norma un compito simile, anche se non necessariamente identico.

Spesso, questo fatto è causa di equivoci fastidiosi: alle volte non si è in grado di capire il motivo per il quale un certo programma non funziona esattamente come ci si aspetterebbe.

142.5   Alias

Le shell POSIX e altre permettono la definizione di nuovi comandi in forma di alias di comandi già esistenti. L'utilità di questo sta nella possibilità di permettere l'uso di nomi differenti per uno stesso risultato, oppure per definire l'utilizzo sistematico di opzioni determinate.

Per comprendere il senso di questo si può considerare un esempio: si potrebbe creare l'alias dir che in realtà esegue il comando ls -l.

142.6   Ambiente

Ogni programma in funzione in un sistema Unix ha un proprio ambiente definito in base a delle variabili di ambiente. Le variabili di ambiente sono un mezzo elementare e pratico di configurazione del sistema: i programmi, a seconda dei loro compiti e del loro contesto, cercano di leggere alcune variabili di loro interesse e in base al contenuto di queste adeguano il loro comportamento.

L'ambiente consegnato a ogni programma che viene messo in esecuzione, è controllato dalla shell che è in grado di assegnare ambienti diversi a programmi diversi.

La shell può quindi creare, modificare e leggere queste variabili, cosa particolarmente utile per la realizzazione di file script.

142.7   Condotti

La shell mette in esecuzione i comandi ed è in grado di ridirigere il flusso di dati standard: standard input, standard output e standard error.

Questa caratteristica è importantissima per la realizzazione di comandi complessi attraverso l'elaborazione successiva da parte di una serie di programmi.

Dal punto di vista della shell, ogni comando, anche se composto dalla richiesta di esecuzione di un solo programma, è un condotto.

142.8   Script

Con il termine script si identifica un programma scritto ed eseguito nella sua forma sorgente senza l'intervento di alcuna compilazione. Normalmente, le shell sono in grado di eseguire dei file script, scritti secondo il loro linguaggio.

Per convenzione, gli script di shell e anche di altri linguaggi interpretati, iniziano con una riga che specifica il programma in grado di interpretarli.

#!/bin/sh
...
...

Questa riga, per esempio, è l'inizio di uno script che deve essere interpretato dal programma /bin/sh, ovvero da una shell compatibile con quella di Bourne e possibilmente anche con la shell POSIX.

142.9   Sostituzione o espansione

Una caratteristica molto importante delle shell tradizionali è la possibilità di effettuare una serie di sostituzioni, o espansioni, nel comando impartito interattivamente o contenuto in un programma script.

142.9.1   Caratteri jolly o metacaratteri

I caratteri jolly, o metacaratteri, sono quei simboli utilizzati per fare riferimento facilmente a gruppi di file o di directory. Nei sistemi Unix sono le shell a occuparsi della traduzione dei caratteri jolly. In questo modo, una riga di comando che ne contiene, viene trasformata dalla shell che fornisce così, al programma da avviare, l'elenco completo di file e directory che si ottengono dall'espansione di questi caratteri speciali.

Dal momento che tale attività è competenza delle shell, dipende dalla shell utilizzata il tipo di caratteri jolly a disposizione e anche il loro significato.

È importante ricordare che alcuni testi fanno riferimento a questo concetto con il termine globbing; inoltre, a volte si utilizza la definizione di shell regular expression, ovvero shell regexp.

142.9.2   Variabili e parametri

Come accennato, le shell permettono di creare o modificare il contenuto di variabili di ambiente. Queste variabili possono essere utilizzate per la costruzione di comandi, ottenendo così la sostituzione con il valore che contengono, prima dell'esecuzione di questi.

Nello stesso modo, i parametri, che sono un tipo particolare di variabili a sola lettura, possono essere usati nelle righe di comando. Di solito si tratta degli argomenti passati a uno script.

142.9.3   Sostituzione di comandi

Le shell POSIX e altre, consentono di comporre un comando utilizzando lo standard output di un altro. In pratica, questi tipi di shell mettono in esecuzione prima i comandi da utilizzare per la sostituzione e quindi, con il risultato che ne ottengono, eseguono il comando risultante.

142.9.4   Protezione dalla sostituzione e dall'espansione

Dal momento che ogni shell può attribuire a dei simboli particolari un significato speciale, quando si ha la necessità di utilizzare tali simboli per il loro significato letterale (normale), occorre fare in modo che la sostituzione e l'espansione non abbiano luogo.

Generalmente si dispone di due tecniche possibili: l'uso di delimitatori all'interno dei quali la sostituzione e l'espansione non deve avere luogo (oppure può avvenire solo in parte) e l'uso di un carattere di escape. Il carattere di escape viene usato davanti al simbolo che non deve essere interpretato, mentre i delimitatori aprono e chiudono una zona protetta della riga di comando.

Dal momento che si devono usare dei simboli per delimitare o per rappresentare il carattere di escape, quando questi simboli devono essere usati nella riga di comando, occorre proteggere anch'essi. Sembra un circolo vizioso, ma alla fine tutto diventa molto semplice.

Il vero problema è che quando ci si abitua a una shell particolare, ci si abitua anche a utilizzare una serie di tecniche consuete, perdendo di vista la sintassi vera dei comandi.

142.10   Suddivisione in parole

Il compito di una shell tradizionale, quando viene usata in modo interattivo, è quello di interpretare le istruzioni date dall'utente e di avviare di conseguenza i comandi richiesti.

A questi comandi vengono passati normalmente degli argomenti e la separazione tra questi (argomenti) è fondamentale per il significato che assume l'istruzione data dall'utente. Infatti, non è compito dei comandi scomporre l'insieme degli argomenti, ma è compito della shell passarli debitamente separati. In questo modo, i comandi si possono limitare all'analisi di ogni singolo argomento.

Gli oggetti suddivisi che la shell riesce a individuare e quindi a passare ai comandi, sono le parole. È molto importante la conoscenza del modo in cui una shell suddivide una riga di comando in parole.


1) Bash   GNU GPL

2) Ash   UCB BSD

3) Dash   UCB BSD e GNU GPL


Appunti di informatica libera 2008 --- Copyright © 2000-2008 Daniele Giacomini -- <appunti2 (ad) gmail·com>


Dovrebbe essere possibile fare riferimento a questa pagina anche con il nome introduzione_alla_shell_unix.htm

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