O shell

O shell no Linux é o nome genérico de uma classe de programas que servem ao mesmo propósito: fornecer uma interface interativa, mas não visual, ao usuário ou operador, aonde comandos podem ser digitados, tarefas podem ser controladas e manipuladas, mantendo um ambiente (environment) aonde a configuração da aparência e parêmetros de alguns programas podem ser modificadas interativamente. Por outro lado, os shells também funcionam como linguagem de programação (interpretadas) e são uma forma relativamente eficiente mas menos custosa de se executarem tarefas complexas, sem a necessidade das fases clássicas de edição-compilacão-depuração. Concentraremos nossos esforços no bash, que é indubitavelmente o shell mais popular no Linux, mas grande parte desses conceitos se aplicam a outros shells igualmente.

Cada shell tem um environment (ambiente, em portugues) que é um simples banco de dados em forma de texto, relacionando nomes de variáveis com os seus valores. Algumas variáveis são muito importantes, pois controlam aonde o bash irá procurar programas para executar, qual o tipo de terminal que estamos usando, e outras propriedades realacionadas com o nosso ambiente particular. No login, o bash executa inicialmente /etc/profile, e depois algum dos arquivos[18] ~/.profile , ~/.bash_profile ou ~/.bash_login, definindo assim o ambiente inicial do usuário. Se o shell é interativo, isto é, ele está conectado a um terminal (em oposição a um shell em batch-mode), ele lerá também o arquivo ~/.bashrc.

Outras variáveis do environment são PPID, UID, EUID, correspondendo aos valores de id de usuário e "programa-pai" que já discutimos. Algumas variáveis têm significado especial, e são modificadas diretamente pelo bash: RANDOM mostra um número aleatório (inteiro) cada vez que é referenciada; SECONDS mostra o número de segundos desde o início do presente processo (bash) foi criado; LINENO mostra um número sequencial da linha corrente, mas não linha do terminal e sim a n-ésima linha de comando solicitada ao bash.

usando o bash interativamente

Para visualizar quaisquer das variáveis do environment, usamos a substituição de parâmetros do bash e o comando echo para nos mostrar esse valor substituido, por exemplo:

    echo $RANDOM

nos mostrará números aleatórios a cada vez que é executado. Para modificar um destes valores, simplesmente uma atribuição com o sinal de = é suficiente, exceto que o seu valor só permanece durante o comando presente. Usualmente queremos que "de agora em diante" o valor seja modificado, seja persistente. Para isso o comando export é necessário:

    export CURSO=sysadmin

ou em outra forma mais explícita (separando os dois comandos):

    
    CURSO=sysadmin
    export CURSO

O bash tem comandos builtins (já incorporados ao programa bash) que são de outra forma indistinguíveis dos comandos que discutimos em capítulos anteriores. Um comando builtin, entretanto, não abre nenhum arquivo executável, e assim é bem mais rápido a sua execução. Outra diferença sutil, é que não haverá manpage para um builtin. No seu lugar, usaremos o (builtin também, evidentemente) help seguido do nome do comando que desejamos obter informação. No caso de comandos externos, o (programa) man faz esse papel.

Podemos executar comandos externo e retornar imediatamente, mesmo sem esperar que o comand termine, colocando um "&" no final da linha de comando:

comando &

Podemos também executar vários comandos em sequência, separando-os com um ponto-e-vírgula:

comando1 ; comando2

Outras formas de controlar logicamente a execução de comandos é através de operadores lógicos && e ||:

comando1 && comando2

comando1 || comando2

A primeira destas formas executa comando2 somente se o comando1 for bem sucedido (não der erro). A segunda executa o comando2 somente se o comando1 falhar. (&& corresponde a um AND, || corresponde a um OR lógico)

expansão e substituição

O bash efetua uma série de substituições nos argumentos que lhes são fornecidos. As mais comuns são até familiares para quem já é usuário do MsDos, que é a substituição de wildcards em nomes de arquivos. Mas o bash vai bem além, permitindo o uso de classes de caracteres e múltiplos "*" nos nomes de arquivos. Outras substituições não tão familiares também existem, com alguns exemplos introdutórios [19]:

Outras substituições serão vistas posteriormente, mas aconselhamos brincar um bocado com estas, pois existem nuances que só a utilização (e a consulta da manpage: man bash) revelam.

O bash usa a biblioteca readline (mais outra excelente herança GNU), que lhe dá uma potência considerável na edição de linhas, tratamento da historia (history, comandos previamente executados), e para complementação de palavras parcialmente digitadas. Para o principiante, entretanto, é uma miríade de comandos novos, nem sempre muito amigáveis para memorizar. Todavia, o bash tem um builtin muito especial para nos socorrer nesse caso, o comando fc. Com ele re-editamos uma linha introduzida anteriormente usando o editor da nossa preferência (joe, tão bom que não precisei mostrar os comandos dele. São triviais para quem já usou algum WordStar-like anteriormente). Para abrir a edição de uma linha previamente introduzida, entre fc <parte da linha> e ele vai buscá-la. Quando saimos do editor, a linha editada é executada. Simples, não?

Mesmo assim, há vezes em que voce precisará realmente editar a linha de comando, portanto eis aqui um resumo dos principais controles de edição:

Os quatro últimos controles na verdade se relacionam mais com controle de tarefas que edição de linhas, mas preferimos mostrá-los aqui. Muitos desses comandos podem ser executados também pelas teclas com setas do terminal, mas é bom conhecê-los pois muitas vezes o terminal está mal configurado. Além desses, outros controles indispensáveis são so que permitem revisar o texto (saida) quando passa do tamanho da tela (Ctrl-PgUp e Ctrl-PgDown), e os que mudam de terminal virtual (Alt-F1 a Alt-F10, dependendo do número de terminais configurados). Se voce estiver em X-Windows, o certo é Ctrl-Alt-F1 no lugar de Alt-F1.

O bash possui alguns builtins para controle de processos: jobs lista os jobs atualmente executando, kill %n termina o job de número n, bg põe um job em background, fg põe um job em foreground. Os jobs são processos controlados pelo shell corrente, mas com uma numeração localizada, diferente da obtida com o comando ps.

redirecionamento de entrada e saida

No Linux existem três arquivos pré-definidos para um programa, inclusid\ve para o próprio shell: stdin, stdout e stderr, abreviaturas de standard input, output, e error. Este comportamento se confunde com o da linguagem C, que foi criada exatamente para re-escrever o Unix (no final da década de 70) numa forma mais portável para várias arquiteturas (CPUs) diferentes.

Quando um programa "conversa" com o seu terminal, ele recebe caracteres do stdin, que corresponde aos dados introduzidos no teclados dele, e envia caracteres para o stdout, que corresponde à tela deste terminal. Se todos os programas só funcionassem assim, teríamos que estar constantemente digitando informações para obter respostas, que não seriam armazenadas em lugar algum!
Evidentemente, precisamos de uma forma melhor de reutilizar programas prontos, como pro exemplo o programa sort, que lê o que é introduzido na sua entrada (stdin) e escreve em ordem alfabética na sua saida (stdout). Quando um programa encontra um erro de sintaxe, usualmente ele escreve no stderr (saida de erro) o que está errado. O bash nos fornece vários comandos para controlar efetivamente para onde vai essa entrada e saida, permitindo também concatenar vários programas, literalmente "conectados" entre si, de acordo com uma metáfora que lembra encanamentos (pipes) de uma distribuição de água, por exemplo.

redireção de I/O Os comandos podem ter suas entradas/saidas redirecionadas para arquivos. Na figura, cmd é o nome de algum comando (qualquer) que estamos considerando; saida, entrada, erro, são arquivos. O primeiro caso redirige a saida (o que seria impresso no terminal) para o arquivo saida. No segundo, a entrada (o que seria teclado) vem do arquivo entrada. Quando um programa (por exemplo um compilador) gera muitas mensagens de erro, o terceiro caso pode ser mais útil para nós, mostrando tanto a saida normal quanto a saida de erro, no arquivo saida+erro. O quarto caso redirige o descritor de arquivo número 5 (caso o programa abra pelo menos mais dois arquivos!) para o arquivo saida_descr_5 (ou outro nome mais bonito que escolhermos). Ãs vezes queremos põr a saida num arquivo que já contém informações preciosas, que não queremos perder. Nesse caso, a quinta linha adiciona a saida do comando no final do arquivo saida_adic dado. Finalmente, podemos desejar que a saida de um comando seja usada como entrada de outro comando. A última linha faz exatamente isso. Nesse caso, a entrada do cmd1 virá do stdin, e a saida do cmd2 irá para stout, como esperado.