Programmation de scripts en shell

Un shell, quel qu'il soit, peut exécuter des commandes prises dans un fichier. Un fichier contenant des commandes pour le shell est appelé un script. C'est en fait un programme écrit dans le langage du shell. Ce langage comprend non seulement les commandes que nous avons déjà vues, mais aussi des structures de contrôle (constructions conditionnelles et boucles).

Pour la programmation du shell, nous allons utiliser le shell sh, qui est le plus répandu et standard. Ce que nous avons vu jusqu'ici s'applique aussi bien à sh qu'à zsh et aussi à csh, à quelques exceptions près, que nous vous signalerons en temps voulu.

Créer un script

Écrire un script

Un script shell est un fichier en mode texte. C'est-à-dire que ce n'est pas un fichier binaire, exécutable directement par la machine, mais il doit être interprété.

L'interprétation d'un script

L'interprétation signifie que chaque commande contenue dans un script doit être lue par un programme, appelé interpréteur (et non interprète, bizarrement) ; l'interpréteur analyse chaque commande du script et la traduit « à la volée » en langage machine, ce qui permet l'exécution du script.

Dans le cas des scripts shell, l'interpréteur, c'est le shell lui-même. Dans d'autres langages, comme le Perl, l'interpréteur est un programme indépendant du shell.

L'édition d'un script

Un script étant un fichier en mode texte, il doit être créé avec un éditeur de texte. Un éditeur de texte est un programme dont la fonction est... d'éditer du texte. Pour savoir plus à leur sujet, consultez les pages sur les éditeurs.

Mais quel éditeur choisir ?

Tout d'abord, il faut savoir que n'importe quel éditeur est capable d'ouvrir et d'écrire des scripts shell, et vous pouvez tout à fait modifier avec n'importe quel éditeur de texte ce que vous avez écrit avec n'importe quel autre.

Mais il faut savoir aussi que certains éditeurs de texte sont plus appropriés que d'autres à l'écriture de scripts shell. Par exemple, nano permet d'éditer des scripts comme tout autre éditeur, mais quand un script fait plus d'une dizaine de lignes, on commence à s'y perdre un peu. À l'inverse, emacs et vim offrent quelques fonctionnalités qui deviennent rapidement indispensables :

1. l'indentation ;
2. la coloration syntaxique.

L'indentation

L'indentation consiste à « aérer » votre texte selon sa construction logique. C'est très utile, en particulier, quand on a un script qui ressemble à ceci :

#!/bin/sh
# Fichier "vote-nir"

echo "Êtes-vous favorable au remplacement du NIR par le VIR ?"
select opinion in Pour Contre
do case $opinion in 
# Laisser passer ceux qui répondent correctement à la question
"Pour"|"Contre") break;;
# Au cas où des zozos tapent sur autre chose que 1 ou 2
"*") continue;;
esac        
done

# M'envoyer le résultat par mail
echo "$opinion" | mail bourdieu

Même (surtout) si vous ne comprenez pas ce que tout cela veut dire, vous conviendrez que ce n'est pas très lisible. Comparez donc avec ceci :

#!/bin/sh
# Fichier "vote-nir"

echo "Êtes-vous favorable au remplacement du NIR par le VIR ?"

select opinion in Pour Contre
  do 
    case $opinion in 
      # Laisser passer ceux qui répondent correctement à la question
      "Pour"|"Contre") break;;

      # Au cas où des zozos tapent sur autre chose que 1 ou 2
      "*") continue;;
    esac        
done

# M'envoyer le résultat par mail
echo "$opinion" | mail bourdieu

Les deux scripts sont interprétés exactement de la même façon : l'interpréteur ignore les espaces et les lignes vides. Mais avec l'indentation, on perçoit immédiatement (en tout cas, beaucoup plus vite) la structure logique du script.

La coloration syntaxique

Les éditeurs comme emacs et vim analysent automatiquement le statut des différents mots et symboles que vous tapez et les colorent logiquement. Par exemple, avec emacs, vous pouvez avoir :

• les commentaires en rouge ;
• les noms de commande en bleu foncé ;
• les noms d'arguments en vert ;
• les noms de variables en jaune ;
• les instructions liées aux boucles en bleu clair ;
• etc.

Ça n'a l'air de rien, dit comme cela, mais comparez vous-même et vous verrez que ces outils sont indispensables, et que l'on y gagne au moins la moitié du temps d'écriture et de débugage.

Apprendre emacs ou vim

Apprenez donc, si ce n'est pas déjà le cas, les commandes de base d'emacs ou de vim, ce sont des outils quasi incontournables au programmeur shell, surtout débutant.

Heureusement, les tuteurs vous ont concocté des pages d'initiation : le tutorial emacs et le tutorial vim.

Vous hésitez entre emacs et vim ? Tout le monde est passé par là. Jetez un coup d'œil à chacun des deux, puis concentrez-vous sur celui qui vous paraît le plus sympathique et le plus pratique ; et si vous hésitez encore, tirez-en un au sort, ils se valent vraiment.

Rendre un script exécutable

Pour que le shell sache comment l'interpréter, un script shell doit commencer par la ligne:

#!/bin/sh

Il doit aussi avoir être exécutable (bit x). Le #!/bin/sh sur la première ligne indique que ce script doit être exécuté par le shell sh dont on indique le chemin d'accès. Pour rendre un fichier exécutable, tapez :

chaland ~ chmod u+x fichier

(pour en savoir plus sur les droits attachés à un fichier, consultez la page sur les droits d'accès).

Le chemin d'une commande

Pour comprendre ce qui suit, vous devez savoir ce qu'est le PATH. Si ce n'est pas le cas, lisez la présentation du shell.

Quand vous exécutez un script, vous pouvez vous trouver à n'importe quel endroit de l'arborescence de vos répertoires. Si le répertoire courant ne se situe pas dans votre PATH et que vous voulez exécuter un programme qui s'y trouve, vous ne pouvez pas taper :

clipper ~ commande

car si le répertoire courant n'est pas dans le PATH, le shell n'ira pas y chercher commande.

Vous recevrez donc un message comme :

clipper ~ commande
zsh: command not found: commande

Spécifier le chemin d'une commande

Pour que le shell comprenne où chercher votre commande, il faut donc spécifier l'emplacement de la commande en donnant son chemin, qu'il soit absolu :

clipper ~ /home/toto/repertoire/courant/commande

ou relatif :

clipper ~ repertoire/courant/commande

ou encore sous la forme :

clipper ~/repertoire/courant ./commande

Le répertoire ~/bin

Il y a un certain nombre de commandes que l'on peut vouloir utiliser depuis n'importe quel répertoire. Dans ce cas, il est fastidieux de :

• devoir se rappeler dans quel répertoire se trouve chacune d'entre elles ;
• devoir taper à chaque fois le chemin de la commande.

Il suffit donc de mettre tous vos scripts dans un même répertoire, et de mettre ce répertoire dans le PATH. Par convention, ce répertoire s'appelle bin et se place dans votre répertoire personnel. Si votre répertoire personnel est /home/toto, ce répertoire sera donc /home/toto/bin.

Commencez donc par créer ce répertoire :

clipper ~ mkdir bin

Ensuite, vérifiez qu'il soit bien dans votre PATH :

clipper ~ echo $PATH

Si vous voyez par exemple $HOME/bin dans votre PATH, alors c'est bon, tous les fichiers exécutables situés dans ce répertoire seront accessibles depuis n'importe quel répertoire.

Si ce n'est pas le cas, il faut ajouter ce répertoire au PATH. Pour cela, ajoutez dans le fichier de configuration de votre shell, par exemple le fichier .zshrc, la ligne :

PATH=$PATH:$HOME/bin

Cette ligne indique que la prochaine fois que vous ouvrirez votre shell, le répertoire bin figurera dans votre PATH.

Principes généraux des scripts shell

Une succession de commandes

Si vous manipulez déjà le shell en ligne de commande, vous pouvez commencer vos premiers scripts. Un script shell est en effet avant tout une succession de commandes.

Par exemple, si vous avez coutume de taper successivement, quand vous vous loguez à l'ENS :

clipper ~ mozilla &
clipper ~ mutt

vous pouvez vous créer le script suivant dans le fichier ~/bin/amorce :

#!/bin/sh

mozilla &
mutt

Ainsi, dès que vous vous connectez, vous pouvez taper amorce dans le shell, et vos commandes s'exécuteront automatiquement.

Commentaires

Presque tous les langages informatiques autorisent d'insérer des commentaires ; le shell n'échappe pas à la règle. Pour cela, il suffit de faire précéder chaque ligne de commentaire du caractère « # ». Exemple :

#!/bin/sh

# Tout ce que j'écris ici ne sera pas lu.
echo "Ce que je tape ici sera lu."

Les lignes de commentaire sont tout bonnement ignorées par l'interpréteur. Alors, allez-vous demander, à quoi servent-elles si elles ne servent à rien ? Elles sont indispensables pour tout programmeur, car elles lui permettent de « commenter » son programme, c'est-à-dire d'écrire ce qu'il veut, comme dans la marge d'un livre.

Les commentaires jouent pour beaucoup dans la lisibilité d'un programme par un humain. Car les lignes de commande pures sont relativement austères ; des commentaires permettent de les décrire à l'intention d'un être humain.

Sans doute allez-vous vous demander quel être humain cela peut bien intéresser. Eh bien, quelqu'un d'autre que vous qui lit ce code ; ou bien vous-même, dans un mois, un an, une décennie, ou plus, quand vous aurez tout oublié de ce programme et de son fonctionnement.

N'hésitez donc pas à recourir abondamment aux commentaires, qui accroissent la lisibilité de votre programme, même s'ils n'ont absolument aucune influence directe sur son fonctionnement intrinsèque.

Lignes blanches

Les lignes blanches ne sont pas interprétées non plus. N'hésitez donc surtout pas à espacer votre script, les lignes blanches ne consomment presque rien en termes d'espace disque, ce n'est donc pas une ressource rare ; et elles facilitent considérablement la lecture pour un être humain.

L'impératif de lisibilité

Pourquoi espacer son script ? Pourquoi insérer des commentaires ? Pour une seule et même raison : votre script doit être lisible. Pourquoi être lisible ?

D'abord, pour autrui : si d'autres gens lisent votre script, il doit être intelligible, et les passages complexes doivent être explicités par des commentaires.

Ensuite, pour vous-même ; au moment où vous écrivez un script, vous comprenez tout, naturellement ; mais si vous le relisez dans quelques mois, voire quelques années, les passages obscurs risqueront d'être incompréhensibles, ce qui est particulièrement pénible quand on essaye de débuguer un programme, c'est-à-dire d'en corriger les erreurs.

Un script qui parle : la commande echo

Maintenant que vous savez comment on peut exécuter un script, il s'agit de le remplir... Commençons par ce qu'il y a de plus simple : afficher du texte.

Hello World !

Traditionnellement, on commence par faire un programme qui affiche simplement la ligne « Hello world » (ce qui signifie en anglais : bonjour au monde entier). Faites donc un fichier helloworld contenant les lignes suivantes :

#!/bin/sh

# Fichier "helloworld"
echo "Hello world"

Exécutez ensuite ce programme, par exemple en tapant, dans le répertoire où il se trouve :

clipper ~ $ ./helloworld
Hello world

Ça y est, vous avez créé votre premier programme ! Lancez-le autant de vous que vous voulez, vous avez bien mérité d'être fier de vous.

Exercice : francisez ce script.

La commande echo

La commande echo sert à afficher du texte. Chaque ligne de texte est écrite sur une ligne à part. Exemple :

#!/bin/sh
# Fichier "bonjour"

echo "Bonjour... "
echo "Comment allez-vous ?"

affiche les lignes suivantes :

Bonjour... 
Comment allez-vous ?

et non :

Bonjour... Comment allez-vous ?

Annuler le retour chariot

Si vous voulez annuler le retour chariot qui a lieu par défaut à la fin de toute commande echo, il faut utiliser l'option -n. Le programme sera alors :

#!/bin/sh

echo -n "Bonjour..."
echo "Comment allez-vous ?"

Alors seulement, vous pourrez avoir :

Bonjour... Comment allez-vous ?

Citer des variables

Faisons mieux encore : votre script va citer des variables. Pour savoir ce que sont des variables, allez voir la page sur les variables.

La variable USER contient le login de l'utilisateur ; la variable PWD (pour print working directory) affiche le répertoire courant. Faisons donc le script suivant :

#/bin/sh
# Fichier "mon-pwd"

echo "Bonjour $USER..."
echo "Tu es actuellement dans le répertoire $PWD."

Comme vous pouvez le remarquer, pour citer le contenu d'une variable, on ajoute le signe dollar ($) devant son nom.

Un script qui écoute : la commande read

Parler c'est bien, écouter c'est mieux. Jusqu'ici, votre programme est capable de parler, de dire bonjour, mais il n'est même pas capable de vous appeler par votre nom, tout juste par votre login, ce qui n'est pas très intime...

Nous allons donc lui donner la faculté d'écouter, grâce à la commande read. Prenons le script suivant :

#!/bin/sh
# Fichier "mon-nom"

echo "Bonjour... Comment vous-appelez-vous ?"
read nom
echo "Je vous souhaite, $nom, de passer une bonne journée."

Vous connaissez déjà la commande echo. La commande read permet de lire des variables. Si vous exécutez ce script, après avoir affiché la ligne

Bonjour... Comment vous-appelez-vous ?

le shell va attendre que vous tapiez votre nom. Tapez par exemple Toto, puis appuyez sur Entrée, et vous verrez :

Bonjour... Comment vous-appelez-vous ?
Toto
Je vous souhaite, Toto, de passer une bonne journée.

Lire plusieurs variables

La commande read permet également de lire plusieurs variables. Il suffit pour cela d'indiquer à la suite les noms des différentes variables. Exemple :

#!/bin/sh
# Fichier "administration"

echo "Écrivez votre nom puis votre prénom :"
read nom prenom
echo "Nom : $nom"
echo "Prénom : $prenom"

Vous aurez :

Écrivez votre nom puis votre prénom :
Hugo Victor
Nom : Hugo
Prénom : Victor

Appuyer sur Entrée pour continuer

Nous avons vu comment utiliser read avec un seul argument et avec plusieurs arguments ; il reste à voir l'usage de read sans argument. Oui, c'est possible ! Cela équivaut simplement à attendre un réaction de l'utilisateur, mais sans mémoriser ce qu'il tape.

Concrètement, cela est très utile après un message « Appuyez sur Entrée pour continuer. » Exemple :

#!/bin/sh
# Fichier "continuer"

echo "Quelle est la différence entre un canard ?"
echo "(Appuyez sur Entrée pour avoir la réponse)"
read
echo "Les pattes, surtout la gauche."

Poursuivre l'apprentissage de la programmation shell

Vous connaissez maintenant les bases de la programmation en shell. Vous avez déjà de quoi écrire de nombreux scripts qui peuvent vous faciliter la vie de tous les jours. Pour cela, lorsque vous ressentez un besoin, ne vous demandez pas si vous avez les connaissances requises pour écrire un programme donné, mais plutôt comment, à partir de vos connaissances actuelles, vous pourriez le réaliser.

Pour poursuivre votre apprentissage, vous pouvez passer à la lecture des pages suivantes :

• entrée, sortie, redirection : faire interagir les éléments du shell pour construire des programmes évolués ;
• test et calcul arithmétique : manipuler les valeurs de vrai et de faux pour orienter le parcours d'un programme ;
• boucles et structures de contrôle : maîtriser l'aiguillage d'un programme ;
• définir et appeler des fonctions : alléger ses programmes et améliorer leur qualité en les concevant d'une façon modulaire.

Ou bien vous pouvez revenir à la page centrale sur le shell, d'où vous pourrez vous orienter vers d'autres parties du cours.