第12章 プログラミング

"echo" コマンドはその実装がシェルビルトインや外部コマンド間で相違しているので以下の注意点を守って使わなければいけません。

	注記
	"-n" オプションは実は POSIX シンタックスではありませんが、一般的に許容されています。

	ヒント
	出力文字列にエスケープシーケンスを埋め込む必要がある場合には、"echo" コマンドの代わりに "printf" コマンドを使います。

特別なシェルパラメーターがシェルスクリプト中ではよく使われます。

覚えておくべき基本的なパラメーター展開を次に記します。

ここで、これら全てのオペレーターのコロン ":" は実際はオプションです。

各コマンドは条件式に使えるエグジットステイタスを返します。

	注記
	シェル条件文の文脈において "0" は "真" を意味しますが、C 条件文の文脈では "0" は "偽" を意味します。

	注記
	"[" は、"]" までの引数を条件式として評価する、test コマンドと等価です。

覚えておくべき基本的な条件文の慣用句は次です。

if [ conditional_expression ]; then
 if_success_run_this_command
else
 if_not_success_run_this_command
fi

ここで、シェルが "-e" フラグ付きで起動された際にシェルスクリプトがこの行で誤って exit しないようにするために、末尾の "|| true" が必要です。

条件式中の算術整数比較演算子は "-eq" と "-ne" と "-lt" と "-le" と "-gt" と "-ge" です。

POSIX シェル中で使われるループの慣用句があります。

	ヒント
	C 言語のような数字の繰り返しは "foo1 foo2 ..." 生成に seq(1) 使って実現します。

	ヒント
	「ファイルに関してループしながらコマンドを反復実行」を参照下さい。

普通の人気あるシェル コマンド プロンプトがあなたのスクリプト実行環境下使えないかもしれません。

シェルはおおよそ以下のシーケンスでスクリプトを処理します。

ダブルクォート中のシングルクォートに効果はありません。

シェル環境中で "set -x" を実行したり、シェルを "-x" オプションで起動すると、シェルは実行するコマンドを全てプリントするようになります。これはデバグをするのに非常に便利です。

Debian システム上でできるだけポータブルなシェルプログラムとするには、ユーティリティープログラムを essential パッケージで提供されるプログラムだけに制約するのが賢明です。

ほとんどのインタープリターは基本的文法チェックやコード追跡の機能を提供します。

シェルスクリプトは魅力的な GUI プログラムを作るまで改善できます。echo や read コマンドを使う鈍いやりとりに代えて、いわゆるダイアログプログラムを使うのがこのトリックです。

簡単なシェルスクリプトだけでできるほど GUI プログラムがいかに簡単ということを示す GUI プログラムの例は以下です。

このスクリプトはファイルの選択(デフォルトは/etc/motd) に zenity を使い、それを表示します。

GUI ファイラー プログラムは、追加の拡張パッケージを使って選択されたファイルに対していくつかの人気ある動作を実行するように拡張できます。また、GUI ファイラー プログラムはあなたの特定のスクリプトを追加することで非常に特定のカスタム動作を実行するようにもできます。

データー処理をするためには、cut や grep や sed 等を実行するサブプロセスを起動する必要が sh ではあり、遅いです。一方、データーを処理する内部機能が perl ではあり、高速です。そのため、多くの Debian のシステム メンテナンス スクリプトは perl を使います。

以下の AWK スクリプトとそれと等価Perl スクリプトの断片を考えましょう。

awk '($2=="1957") { print $3 }' |

これは以下の数行のどれとも等価です。

perl -ne '@f=split; if ($f[1] eq "1957") { print "$f[2]\n"}' |

perl -ne 'if ((@f=split)[1] eq "1957") { print "$f[2]\n"}' |

perl -ne '@f=split; print $f[2] if ( $f[1]==1957 )' |

perl -lane 'print $F[2] if $F[1] eq "1957"' |

perl -lane 'print$F[2]if$F[1]eq+1957' |

最後のスクリプトは謎々状態です。Perl の以下の機能を利用しています。

このフレキシビリティーは Perl の強みです。同時に、これは我々に読解不能な絡まったコードを書くことを許容します。だから注意して下さい。

簡単な例の "example.c" は"libm" ライブラリーを使って実行プログラム "run_example" に以下のようにしてコンパイル出来ます。

$ cat > example.c << EOF
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include <string.h>

int main(int argc, char **argv, char **envp){
        double x;
        char y[11];
        x=sqrt(argc+7.5);
        strncpy(y, argv[0], 10); /* prevent buffer overflow */
        y[10] = '\0'; /* fill to make sure string ends with '\0' */
        printf("%5i, %5.3f, %10s, %10s\n", argc, x, y, argv[1]);
        return 0;
}
EOF
$ gcc -Wall -g -o run_example example.c -lm
$ ./run_example
        1, 2.915, ./run_exam,     (null)
$ ./run_example 1234567890qwerty
        2, 3.082, ./run_exam, 1234567890qwerty

ここで、"-lm" はsqrt(3) のために libc6 パッケージで提供されるライブラリー "/usr/lib/libm.so" をリンクするのに必要です。実際のライブラリーは "/lib/" 中にあるファイル名 "libm.so.6" で、それは "libm-2.7.so" にシムリンクされています。

出力テキスト中の最後のパラメーターを良く見ましょう。"%10s" が指定されているにもかかわらず10文字以上あります。

上記のオーバーラン効果を悪用するバッファーオーバーフロー攻撃を防止のために、sprintf(3) や strcpy(3) 等の境界チェック無しのポインターメモリー操作関数の使用は推奨できません。これに代えて snprintf(3) や strncpy(3) を使います。

bison(1) の入門書は "info bison" の中にあります。

あなた自身の "main()" と "yyerror()" を供給する必要があります。"main()" は、Flex によって通常作成された "yylex()" を呼び出す "yyparse()" を呼び出します。

シンプルなターミナル上の計算機プログラムの作成例をここに示します。

example.y を作成しましょう:

/* calculator source for bison */
%{
#include <stdio.h>
extern int yylex(void);
extern int yyerror(char *);
%}

/* declare tokens */
%token NUMBER
%token OP_ADD OP_SUB OP_MUL OP_RGT OP_LFT OP_EQU

%%
calc:
 | calc exp OP_EQU    { printf("Y: RESULT = %d\n", $2); }
 ;

exp: factor
 | exp OP_ADD factor  { $$ = $1 + $3; }
 | exp OP_SUB factor  { $$ = $1 - $3; }
 ;

factor: term
 | factor OP_MUL term { $$ = $1 * $3; }
 ;

term: NUMBER
 | OP_LFT exp OP_RGT  { $$ = $2; }
  ;
%%

int main(int argc, char **argv)
{
  yyparse();
}

int yyerror(char *s)
{
  fprintf(stderr, "error: '%s'\n", s);
}

example.l を作成しましょう:

/* calculator source for flex */
%{
#include "example.tab.h"
%}

%%
[0-9]+ { printf("L: NUMBER = %s\n", yytext); yylval = atoi(yytext); return NUMBER; }
"+"    { printf("L: OP_ADD\n"); return OP_ADD; }
"-"    { printf("L: OP_SUB\n"); return OP_SUB; }
"*"    { printf("L: OP_MUL\n"); return OP_MUL; }
"("    { printf("L: OP_LFT\n"); return OP_LFT; }
")"    { printf("L: OP_RGT\n"); return OP_RGT; }
"="    { printf("L: OP_EQU\n"); return OP_EQU; }
"exit" { printf("L: exit\n");   return YYEOF; } /* YYEOF = 0 */
.      { /* ignore all other */ }
%%

そして、これを試すためにシェルプロンプトから以下を実行しましょう:

$ bison -d example.y
$ flex example.l
$ gcc -lfl example.tab.c lex.yy.c -o example
$ ./example
1 + 2 * ( 3 + 1 ) =
L: NUMBER = 1
L: OP_ADD
L: NUMBER = 2
L: OP_MUL
L: OP_LFT
L: NUMBER = 3
L: OP_ADD
L: NUMBER = 1
L: OP_RGT
L: OP_EQU
Y: RESULT = 9

exit
L: exit

プログラムがクラッシュするのに出会った場合に、バックトレース情報をバグレポートに切り貼りして報告するのは良い考えです。

バックトレースはgdb(1) によって以下のような段取りで得られます。

以下のように ldd(1) を使ってプログラムのライブラリーへの依存関係をみつけだします。

$ ldd /usr/bin/ls
        librt.so.1 => /lib/librt.so.1 (0x4001e000)
        libc.so.6 => /lib/libc.so.6 (0x40030000)
        libpthread.so.0 => /lib/libpthread.so.0 (0x40153000)
        /lib/ld-linux.so.2 => /lib/ld-linux.so.2 (0x40000000)

`chroot` された環境下で ls(1) が機能するには、上記ライブラリーがあなたの `chroot` された環境内で利用可能である必要があります。

GNOME プログラム preview1 が X エラーを受けると、以下のようなメッセージが見つかります。

The program 'preview1' received an X Window System error.

このような場合には、プログラムを "--sync" 付きで実行して、バックトレースを得るために "gdk_x_error" 関数上で停止するようにしてみます。

Debian にはメモリーリークを検出するプログラムがいくつか利用可能です。

以下のように objdump(1) を使ってバイナリーコードをディスアッセンブルできます。

$  objdump -m i386 -b binary -D /usr/lib/grub/x86_64-pc/stage1

	注記
	gdb(1) は対話的にコードをディスアッセンブルするのに使えます。

"make -p -f/dev/null" を実行して自動的な内部ルールを確認下さい。

ソフトウェアービルドシステムは進化してきています: