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シェル芸初心者による
シェル芸入門
#rncc夏期講習
@icchyr
$ whoami
• @icchyr
• 某濃厚な大学のB3
• Activity
• CTF (tuat_mcc, TokyoWesterns)
• ICPC (nocow) など
Agenda
• シェル芸について
• シェルの機能を理解する
• 実用的なシェル芸
シェル芸
シェル芸を覚えるメリット
• あらゆる処理を一撃で終わらせられる
• カッコイイ
• 便利
!
• 基本的にパイプで繋ぐので超高速
• マルチプロセスの恩恵をフルに授かれる
シェル芸を覚えるデメリット
• 敬遠される
• 一般人から見るとキモい
!
• シェルが使えない環境に苛立ちを覚えるようになる
• Windowsを消したくなる衝動に駆られる
シェルの機能を理解する
• IO
• パイプ
• リダイレクト
• フィルタ処理
• 内部展開
• 制御構文
この先スライドを使いまわすので
スライドテーマがちょくちょく
変わります
IO (Input and Output)
Linuxの入出力は大きく分けて3つ
標準入力
標準出力
エラー出力
IOには番号(File Discriptor)が割り振られている
標準入力 0, 標準出力 1, エラー出力 2
普通の出力は1番
エラーメッセージは2番
IO (Input and Output)
ターミナル(端末)には識別番号がつけられている
コンソールから直接ログイン → tty
ターミナルエミュレータ   → pts (仮想tty)
tty pts
tty/1 tty/2 tty/3
tty/4 tty/5 tty/6
tty/7
pts/0 pts/1 pts/2
pts/3 pts/4 pts/5
pts/6 pts/7
接続するたびに増える
...
IO (Input and Output)
現在開いているターミナルエミュレータは

tty/7で起動したGUIから仮想的に接続しているもの
ttyを切り替えるには Ctrl + Alt + F1~7を押す (tty/1~7)
IO (Input and Output)
ターミナルに出力されているのは

自身のターミナル識別番号に出力された結果
$ ls -la
total 184
drwxr-x--x 21 root ubuntu…
drwxr-xr-x 6 root root…
….
/dev/pts/0
IO (Input and Output)
実際は出力をデバイスファイルに書き込んでいる
cat ls.bash
/dev/pts/10
/proc/self/fd/0
現在のprocess自身の

ファイルディスクリプタ0番(標準入力)
シンボリックリンク
ls -la
pts/10
シェルが書き込む
リダイレクト
シェルでは
コマンドの出力を任意のファイルに書き出す
コマンドへの入力を任意のファイルから行う
ことが可能
例
ls -l > res.txt  ls -l の結果がres.txtに書き込まれる
bash < cmd.txt cmd.txtに書かれた内容を実行
リダイレクト
ls -l > res.txt
ls -l /proc/self/fd/0
res.txt (新規作成)
リダイレクト
bash < cmd.txt
bash/proc/self/fd/0
cmd.txt
ユーザー入力
/proc/self/fd/1
リダイレクト
リダイレクトを組み合わせることもできる
bash < cmd.txt > res.txt
cmd.txtに書かれた内容をbashで実行し,

その結果をres.txtに書き出す
コマンド >> output と書くとoutputの末尾に追加する
$ echo -n “hoge” > out

$ echo -n “fuga” >> out

$ cat out
hogefuga
リダイレクト
• リダイレクト先をfile descriptor (fd)で指定できる
• grep -r / 2>/dev/null # エラー出力を無視
• grep -r / 2>&1 # エラー出力を標準出力
!
• &(fd number)でfdをファイルのように扱える
パイプ
コマンドの実行結果を次のコマンドの入力にする
例). headは標準入力の先頭10行を出力する
$ ls -la > ls.result

$ head < ls.result
ls.resultというファイルを通じて実行結果を見る
!
$ cat ls.result | head
headに対する入力を”|”(パイプ)を通じて行う
“|” - JIS配列ならBackSpaceの左にあるキー
パイプ
内部的に何が起こっているか
ptscat ls.result
cat ls.result の結果
パイプ
内部的に何が起こっているか
!
!
$ cat ls.result > tmp

$ head < tmp
ptscat ls.result | head head
cat ls.result
head < {cat ls.result の結果}
パイプ
cat ls.result と ls -la の出力結果は同じ
!
!
それぞれのコマンドは

完全に独立した動き
ptsls -la | head head
ls -la の実行結果 入力の先頭10行
内部展開
• シェルではコマンドの実行結果をそのまま展開して
用いることができる
• `command` (バッククオートで囲む)
• $(command) (先頭に$をつけたカッコで囲む)
内部展開
• 内部では別プロセスが立ち上がり,その結果が展開
される (後述するxargsで似たような処理が可能)
file `which ls` which ls
file /bin/ls /bin/ls
/bin/ls: ELF 64-bit LSB Executable…
フィルタ処理
• 引数に与えられたファイルまたは

標準入力に対して特定のテキスト処理を行う
• grep, cut, sed, awk, sort, uniq
!
• 以降では,cmd [input] と表記した場合

[input]にはファイル名が入るが,省略した場合は
標準入力を使用する
grep
• grep expr [input]
• exprにマッチする行を出力する
• grep -v expr [input]
• exprにマッチしない行を出力する
• grep -r expr /some/path
• /some/path配下からexprにマッチするファイル
およびその箇所を出力する
grep
• 演習1: /home以下から現在ログインしているユー
ザーの名前を含むファイルを全て列挙して下さい
• ただしバイナリファイルのマッチ結果および

エラー出力(permission deniedなど)は出力しては
なりません.
• また,どの環境で実行しても同じ処理ができるよう
にして下さい. (bashで)
grep
• 演習1 解答:
• grep -r `whoami` /home ¦ grep -v matches
2>/dev/null
!
• grep -r と grep -v はよく使う
• エラーが多すぎる場合は/dev/nullに投げて無視
cut
• cut -d <delim> -f num [input]
• <delim>を区切り文字として,num番目の列を

出力する
• numには 1,3-5 (1と3-5行目)のように範囲を指
定できる
cut
• 例)
• cat /etc/passwd ¦ cut -d : -f1,6
• 全ユーザー名とログインシェルを列挙
sed
• sed expr [input]
• 入力を行ごとにexprに従って処理する
• expr
• s/[pat1]/[pat2]/g # pat1をpat2に置換する
• patに / が含まれる場合はエスケープが必要
• 区切り文字は別のものでも良い (@,#,%など)
sed
• 例)
• cat /etc/passwd ¦ sed s/bash/zsh/g
• 全ユーザーのログインシェルをbashからzshに変更
• 結果は出力されるだけ
• 反映させたい場合は-iオプションとファイルを指定
• 対象ファイルへのwrite権限が必要
awk
• awk expr [input]
• テキスト処理のために作られたスクリプト言語
• 行単位で処理を行う
• デフォルトで空白をいい感じに扱ってくれる
• 空白とタブが混じっていても大丈夫
• cutで崩れるような場合に便利
awk
• 処理の流れ
• BEGIN { statement } # 開始処理

(pattern) { statement }

…

END { statement } # 終了処理
• BEGINとENDは無くてもよい
• patternにマッチするとその中身が実行される
awk
• 例) /etc/passwdでbashとnologinの数を計算
• /bash/ { ++bash }
• /nologin/ { ++nologin }
• END { print bash: bash, nologin: nologin}
• 宣言されていない変数は自動的に初期化される
• awk /bash/{++bash} /nologin/{…
awk
• 標準でさまざまな変数が用意されている
• NR => 処理中の行番号 (1 index)
• $n => 分割後のn番目の要素 ($0は行全体)
• ps aux ¦ awk NR>1 {print $1}
• 現在のプロセスIDを全列挙
sort
• sort [input]
• 入力をソートする (ソートキーを変更可能)
• -t <delim> # 区切り文字をdelimにする
• -k <key1> # key1から行末をソートキーにする
• -b # 行頭のスペースを無視
• -r # 降順
• -i # ignore case
uniq
• uniq [input]
• 重複する行を消して出力
• -c # 消した行数をカウントする
!
• sort と組み合わせて使うことが多い
フィルタ処理
• 演習2: rootが動かしているプロセスのうち,メモ
リ使用率が高いものから順番にPIDを10個出力して
下さい
• まずはrootが動かしているプロセスを列挙
• メモリ使用率でソートするためには?
• 先頭N行出力するコマンドはhead -n N
フィルタ処理
• 演習2 解答:
• ps aux ¦ grep ^root ¦ awk {print $4,$2} ¦
sort -r ¦ head ¦ cut -d -f2
!
• awkで出力順序を変更してソートしやすくする
xargs
• xargs cmd
• 引数を標準入力から受け取りコマンドを実行
• 標準入力が複数行ある場合

一行に連結して実行する
• cat filelist.txt ¦ xargs rm

# => rm file1 file2 file3 file4…

# filelist.txtに含まれるファイルを消去する
find
• find <path> <expr>
• pathからexprにしたがって検索を実行する
• expr (よく使うもの)
• -name <filename>
• filenameに一致したファイルのパスを出力する
find
• 演習3: /Users以下に存在する.DS_Storeを全て削
除して下さい
!
• 憎き.DS_Storeを殺せ
find
• 演習3 解答:
• find /Users -name .DS_Store ¦ xargs rm -f
!
• find /Users -name .DS_Store
• /Users以下に含まれる.DS_Storeを検索
• xargs rm -f
• rm -f [.DS_Store1] [.DS_Store2]…
☕ 一旦休憩 ☕
💀 危険シェル芸 💀
危険シェル芸
• マウスも使わず,ソースコードも残さず,

GUIツールを立ち上げる間もなく,

あらゆる破壊・迷惑・自滅行為を

CLI端末へのコマンド入力一撃で終わらすこと.
!
• 引用元: http://blog.ueda.asia/?page_id=3752
:(){: ¦ : &};:
:(){: ¦ :&};:
• :()
• : という関数を定義
• {: ¦ :&}; :
• :を:にパイプで繋ぐのをバックグラウンドで実行
!
• 無限にプロセスが増殖する
:(){: ¦ :&};:
• 言わずと知れたフォーク爆弾
!
• Dockerからやるとホストが死ぬらしい
!
• 要は実行するな
ps aux ¦ grep bash ¦ grep
-v $$ ¦ awk {print $2} ¦
xargs kill -9
ps aux ¦ grep bash ¦ grep -v $$
¦ awk {print $2} ¦ xargs kill -9
• ps aux
• プロセスを全列挙
• ¦ grep bash
• bashプロセスを抽出
• ¦ grep -v $$
• $$ (自分自身)を除外する
ps aux ¦ grep bash ¦ grep -v $$
¦ awk {print $2} ¦ xargs kill -9
• ¦ awk {print $2}
• PIDを列挙し
• ¦ xargs kill -9
• kill する
!
• つまり自分以外のbashを全員殺す
超迷惑なのでやめましょう
☕ 休憩おわり ☕
制御構文
• シェル(bash)では多くの制御構文がサポートされて
いる
• よく使うもの
• for, while read
• {} (ブロック)
for
• 言わずと知れたfor文
• 少し癖がある
!
• $ for((i=0;i<10;i++))

> do

> echo $i

> done
for
• bashならば0 9までの数字が一行ずつ出力される
• zshならparse error
!
• $ for i in `seq 0 9`

> do

> echo $i

> done
for
• seq start end
• start から endまでの数字を順に出力
• seq start d end
• start から endまでの数字をdおきに出力
!
• for((i=0;i<10;i+=2)) ==> for i in `seq 0 2 9`
while
• while cond
• condがtrueの間続く処理をループする
!
• $ while true

> do

> echo hoge

> done
while
• while read line
• 標準入力から一行ずつ$lineに読み込む
• $lineを参照することで行単位の処理が可能
• $ cat filelist.txt ¦ while read line

> do

> rm $line

> done

# filelist.txtに書かれているファイルを削除
{} (ブロック)
• 複数コマンドの処理をひとまとめにしたもの
• パイプで繋げることができる
• 制御構文を使わなくとも複数行の処理を行える
• 内部で変数に一旦保存したい時とか便利
実用的なシェル芸
実用的なシェル芸
• ログ解析
• access.logの中身を解析してみる
まとめ
• 手元で色々できて便利

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