Note04 - เก็บเล็กผสมน้อยจากปฏิบัติการครั้งที่ ๔

๑. การทำงานของ Script และตัวแปร PATH
-----------------------------------
แฟ้ม Script02 หากมีสิทธิการใช้งานเป็น
     -rwx------ 1 jira staff 1282 Jan 29 18:43 Script02
เมื่อสั่งให้ทำงาน และปรากฏผลดังนี้

     $ Script02
     Script02: command not found		# ไม่พบแฟ้มคำสั่ง Script02

แสดงว่าผู้ใช้ไม่ได้กำหนด "ไดเรกทอรีปัจจุบัน" (.) ในเส้นทางการค้นหาแฟ้มโปรแกรม ในตัวแปร PATH ในแฟ้ม .bash_profile ในปฏิบัติการครั้งแรก เนื่องจากระบบปฏิบัติการ Unix จะค้นหาแฟ้มโปรแกรมเฉพาะที่กำหนดไว้ในตัวแปร PATH เท่านั้น ในกรณีนี้สามารถเรียกให้ทำงานได้โดยระบุเส้นทาง เช่น

     $ ./Script02				# แบบเดียวกับที่เคยเรียก a.out ด้วย ./a.out


๒. ชื่อ Script...
---------------
การตั้งชื่อแฟ้มคำสั่งว่า script ไม่ใช่ทางเลือกที่ดี เพราะ script เป็นคำสั่งของ Unix สำหรับบันทึกการป้อนข้อมูลและการแสดงผลระหว่างการ login ของผู้ใช้ (script - make typescript of terminal session) ซึ่งจะได้ใช้งานต่อไป ถ้าจะใช้ต้องมีอักขระอื่นต่อท้าย เช่น 01, 02, ...


๓. ลำดับการทำงานของแฟ้มกำหนดลักษณะการทำงานของเชลล์
-----------------------------------------------
หลายคนไม่แน่ใจว่าจะกำหนดตัวแปร เช่น PATH, TERM, PS1  ไว้ในแฟ้มใด เนื่องจากแฟ้มกำหนดลักษณะการทำงานของเชลล์ มีหลายแบบ เช่น

     /etc/profile		# profile โดยปริยายของผู้ใช้ทุกคน
     ~/.bash_profile
     ~/.bash_login
     ~/.profile  

ลำดับการทำงานของแฟ้มเหล่านี้เมื่อผู้ใช้ login ป็นไปตาม Algorithm ดังนี้

   ขั้นตอนวิธี: การกำหนดคุณลักษณะของเชลล์
   begin
        กำหนดลักษณะการทำงานของเชลล์ตามข้อมูลในแฟ้ม /etc/profile
        if  มีแฟ้ม ~/.bash_profile  then
             กำหนดลักษณะการทำงานตาม ~/.bash_profile
        else
             if  มีแฟ้ม ~/.bash_login  then
                  กำหนดลักษณะการทำงานตาม ~/.bash_login
             else
                  if  มีแฟ้ม ~/.profile  then
                       กำหนดลักษณะการทำงานตาม ~/.profile
                  end {if}
             end {if}
        end {if}
   end

หมายเหตุ เนื่องจาก /etc/profile ทำงานทุกครั้งเมื่อผู้ใช้ login และหากผู้ใช้มีแฟ้ม ./bash_profile จะมีการทำงานตามแฟ้มนี้อีก ในกรณีที่มีการกำหนดค่าตัวแปรตัวเดียวกัน ค่าที่กำหนดภายหลังจะเป็นค่าจริงที่ใช้ในการทำงานของเชลล์

 
๔. คำถามจาก Note03
------------------
คำถาม: แฟ้มที่มีสิทธิการใช้งานเป็น - r-- --- --- เมื่อแก้ไขแฟ้มโดยใช้ vi จะได้รับคำเตือนว่า เป็นการเปลี่ยนข้อมูลของแฟ้มอ่านอย่างเดียว แต่ก็ยังสามารถบังคับให้ save ได้ โดยใช้ :wq! โปรแกรม vi ทำเช่นนี้ได้อย่างไร? 
คำตอบ: เพราะระบบยอมให้ทำ ในลักษณะเดียวกับการลบแฟ้มที่มีสิทธิการใช้งานเป็น - r-- --- --- ซึ่งระบบปฏิบัติการจะให้ผู้ใช้ยืนยันการลบ  ในทำนองเดียวกัน vi ใช้  ! ในการบันทึกแฟ้มให้
 
๕. เก็บตกจาก Lect04
------------------
เมื่อผู้ใช้ป้อนบรรทัดคำสั่ง (command line) และกดแป้น ↩ <Enter>
เชลล์จะทำการแยกบรรทัดคำสั่งเป็นองค์ประกอบต่างๆ โดยถือว่าองค์ประกอบของบรรทัดคำสั่งแยกกันด้วย separator ได้แก่ วรรค (space), ย่อหน้า (tab), และขึ้นบรรทัด (newline) ซึ่งจะมีเพียงตัวเดียวหรือหลายตัวก็ได้

ระบบจะทำการแยกคำสั่งและอาร์กิวเมนต์ ในลักษณะเดียวกับที่ระบบส่งอร์กิวเมนต์ให้กับฟังก์ชัน main หรือ arguments to main ในภาษา C คือส่งจำนวนของอร์กิวเมนต์ และ array ของ pointers ไปยังสายอักขระของอาร์กิวเมนต์แต่ละตัว ตามรูปแบบของฟังก์ชันหลักดังนี้

     int   main ( int   argc, char   *argv[] )

ระบบปฏิบัติการสามารถส่ง command line argument ให้ฟังก์ชัน main() โดยส่งจำนวน และ array ของ pointer ไปยังสายอักขระของอาร์กิวเมนต์แต่ละตัว ในทำนองเดียวกัน บรรทัดคำสั่งของเชลล์ เช่น

     $echo∎∎Hello∎∎➤world.↩

     # กำหนดให้สัญลักษณ์ ∎ แทน วรรค, สัญลักษณ์ ➤ แทน tab,  และสัญลักษณ์  และ ↩ แทน newline

ในบรรทัดคำสั่ง วรรค (space), ย่อหน้า (tab), และขึ้นบรรทัด (newline) ทำหน้าที่เป็นตัวแยกคำ (separator) ไม่ใช่ส่วนใดส่วนหนึ่งของบรรทัดคำสั่ง เมื่อทำการแยกคำ (word splitting) แล้วได้ผลเป็น

     คำสั่ง			echo
     อาร์กิวเมนต์ลำดับที่ 1	hello
     อาร์กิวเมนต์ลำดับที่ 2	world.

เมื่อคำสั่ง echo ทำงานและแสดงอาร์กิวเมนต์ทั้งสอง โดยคั้นระหว่างอาร์กิวเมนต์ด้วยวรรคหนึ่งวรรค 
     $echo∎∎Hello∎∎➤world.↩
     hello∎world.

การกำกับ (Quoting) บรรทัดคำสั่ง มีจุดมุ่งหมายสองประการคิอ
     • ยับยั้งการทำ word splitting
     • ยับยั้งการขยายผล (expansion) ของอักขระพิเศษ (meta-character)

การยับยั้งสามารถทำได้สามระดับ คือ 
     • ยับยั้งอักขระพิเศษเพียงตัวเดียว ด้วย escape sequence
     • ยับยั้งอักขระพิเศษทั้งหมด ยกเว้น $, \, และ ` ด้วย double quote, และ
     • ยับยั้งทุกกรณี ด้วย single quote

ในทางปฏิบัติต้องวิเคราะห์งานให้รู้ว่า ต้องการ "ยับยั้ง" อะไร? และต้องการ "ระดับ" ไหน? แล้วจึงเลือกวิธีการ quote ที่เหมาะสม


๖. คำสั่งภายในและคำสั่งภายนอก
------------------------
▶ คำสั่งภายใน (internal command) 
คำสั่งภายใน เป็นคำสั่งของเชลล์ เป็นคำสั่งที่มีการทำงานรวดเร็ว เนื่องจากไม่ต้องมีการสร้างโพรเซสเพื่อทำงาน เช่น คำสั่งเปลี่ยนไดเรกทอรี (cd - change directory) เป็นต้น ผู้ใช้สามารถขอดูคำสั่งภายในทั้งหมดของ Bourne Again shell (bash) ได้ด้วยคำสั่ง help เช่น

     $ help
     GNU bash, version 4.3.11(1)-release (x86_64-pc-linux-gnu)
     These shell commands are defined internally.  Type `help' to see this list.
      ... ... ... 
      job_spec [&]			history [-c] [-d offset] [n] or his>
      (( expression ))			if COMMANDS; then COMMANDS; [ elif >
      ... ... ...			... ... ...
      cd [-L|[-P [-e]] [-@]] [dir]	readarray [-n count] [-O origin] [-s count] [-t] [-u>

หากต้องการดูรายละเอียดของตำสั่งใด ใช้คำสั่ง help ตามด้วยคำสั่งที่ต้องการ  เช่น

     $ help cd
     cd: cd [-L|[-P [-e]] [-@]] [dir]
         Change the shell working directory.
      ... ... ...    

คำสั่ง help สามารถใช้งานใน pipeline ได้ เช่น "help | more" หรือ "help cd | more" เป็นต้น
หากเรียกใช้ online manual page จะไม่ปรากฏผลลัพธ์ใด เช่น
  
     $ man cd
     No manual entry for cd		# ไม่มีคู่มือสำหรับคำสั่ง cd

▶ คำสั่งภายนอก (external command) 
คำสั่งภายนอก เป็นคำสั่งของระบบปฏิบัติการ จัดเก็บเป็นแฟ้มโปรแกรมไว้ในไดเรกทอรี เช่น /bin, /sbin, /usr/bin, และ /usr/sbin เป็นต้น เมื่อถูกเรียกใช้งานจะต้องอ่านแฟ้มคำสั่งมาทำการสร้างโพรเซส แลัวจึงทำงานได้ จึงทำงานได้ช้ากว่าคำสั่งภายใน สามารถตำแหน่งของโปรแกรมในระบบแฟ้มได้ด้วยคำสั่ง which เช่น

     $ which ls
     /bin/ls
     $ which passwd
     /usr/bin/passwd

และสามารถอ่านรายละเอียดได้จาก online manual page เช่น "man ls" และ "man passwd" เป็นต้น 

การแยกว่าคำสั่งใดเป็นคำสั่งภายในหรือภายนอก ทำได้โดยใช้คำสั่ง type (คำสั่งภายใน) เช่น

     $ type cd
     cd is a shell builtin	# cd เป็นคำสั่งที่สร้างไว้ในเชลล์
     $ type cat
     cat is /bin/cat		# cat คือแฟ้ม /bin/cat

จากปฏิบัติการที่ผ่านมา คำสั่ง expr สำหรับประมวลผลนิพจน์คณิตศาสตร์เป็นคำสั่งภายนอก ทำงานได้ช้ากว่า $((...)) ที่เป็นคำสั่งภายใน ในปัจจุบนจึงนิยมใช้ $((...)) หรือ arithmetic expansion มากกว่า
 

๗. จิปาถะ - arithmetic expansion, command substitution, และ pipeline
▶ คำสั่ง cal - แสดงปฏิทิน
มีรูปแบบการใช้งานอย่างง่ายหลายรูปแบบ

     $ cal			# แสดงปฏิทินของเดือนปัจจุบัน
     $ cal  -m <เดือน>		# แสดงปฏิทินของเดือนที่กำหนด ในปีปัจจุบัน <เดือน> ใช้งานได้สองแบบคือ
				# หมายเลขเดือน, 1..12 หรือชื่อย่อของเดือน, Jan .. Dec
     $ cal  <ปี ค.ศ.>		# แสดงปฏิทินของปีที่กำหนด

คำสั่ง cal ยังมีความสามารถอื่นอีกมากมาย สนใจอ่านได้จาก online manual page

▶ คำสั่ง date - แสดงวันเวลาของระบบ 
ผู้ใช้สามารถเรียกใช้เพื่อแสดงวันเวลาของระบบ ผู้ดูแลระบบ (root) สามารถตั้งวันเวลาของระบบได้ด้วย 

     $ date
     Sun Jan 28 17:19:23 +07 2018	

▶ คำสั่ง cut - ตัด "ส่วน" ที่ระบุของแต่ละบรรทัดจากแฟ้มที่กำหนด
"ส่วน" ของบรรทัดกำหนดด้วย ไบต์ (-b), อักขระ (-c), หรือ ฟิลด์ (-f) ซึ่งกำหนดตัวแยกฟิลด์ไว้เป็น tab หากใช้ตัวอื่นต้องกำหนดด้วย -d

ตัวอย่างการใช้งาน
     # พิมพ์ปฏิทินของปี พ.ศ. 2561 (ใช้ arithmetic expansion คำนวณปี ค.ศ.)
     $ cal  $((2561 - 543))

     # ตัด ปี ค.ศ. มาจากผลลัพธ์ของ date ด้วย cut - ปี ค.ศ. เป็นอักขระตำแหน่งที่ 24 - 28
     $ date | cut -c24-28
     2018

     # พิมพ์ปฏิทินของปีปัจจุบัน โดยนำผลลัพธ์ของ pipeline มาใช้กับคำสั่ง cal ด้วย command substitution
     $ cal  $(date | cut -c24-28)

     # พิมพ์ปี พ.ศ. จากวันเวลาของระบบ โดยใช้ command substitution และ arithmetic expansion
     $ echo "This year is $(( $(date | cut -c24-28) + 543)) B.E."
     This year is 2561 B.E.

     # แสดงการตัดปี ค.ศ. ซึ่งเป็นฟิลด์ที่ 6 โดยกำหนด delimiter เป็นวรรค (default เป็น tab)
     $ date | cut  -d' ' -f6
     2018

ลองคิดดูว่าจะทดลองทำอะไรเพิ่มเติมเพื่อเพิ่มพูนประสบการณ์ และนำความรู้ไปประยุกต์ใช้งานจริงได้