Introduzione

Prima di vedere nel dettaglio gli strumenti che le varie shell disponibili su Ubuntu forniscono per fare il parsing della riga di comando, è utile fare una breve introduzione per capire alcuni concetti fondamentali.

Facendo riferimento al comando tar, un modo generico per lanciare questo comando nel terminale è dato da:

tar -cv -f mioArchivio.tar directoryDaArchiviare

Il comando è composto da una serie di stringhe dette argomenti. Il primo argomento è il nome stesso del comando, mentre i successivi sono indicati con il nome di parametri posizionali.
Questi ultimi possono essere suddivisi in alcune categorie logiche:

• una opzione è un argomento, generalmente incluso nella documentazione del comando, la cui presenza modifica il comportamento del comando stesso.
  Una opzione può esistere nella versione corta, che consiste in un trattino seguito da una singola lettera (ad esempio, '-f' nel comando precedente), o nella versione lunga. Di quest'ultima, si hanno due formati: nello stile GNU si ha un doppio trattino seguito da una serie di due o più lettere (ad esempio '--help'); lo stile XF86 ha un singolo trattino come prefisso (ad esempio '-verbose').
  Più opzioni corte possono essere raggruppate in un singolo argomento (ad esempio, '-cv' nel comando precedente).

• un parametro è un argomento che può fornire informazioni aggiuntive al comando o a un'opzione a cui si riferisce. Nel comando precedente, 'mioArchivio.tar' è un parametro dell'opzione '-f', mentre 'directoryDaArchiviare' è un parametro per il comando 'tar'. Qualora si volesse aggiungere al comando un parametro che ha l'aspetto di una opzione, ma non la sua funzione, è possibile separarlo dal resto del comando scrivendolo dopo un doppio trattino '--'

Fatta questa premessa, è utile notare che il comando precedente è equivalente al comando:

tar -vcf mioArchivio.tar directoryDaArchiviare

In questo comando, tutte le opzioni corte sono state riunite e ne è stato cambiato l'ordine. Analogamente, l'ordine con cui vengono scritte le opzioni lunghe, insieme ai loro eventuali parametri, non ne altera il significato.

Il parsing della riga di comando è quindi la procedura con cui un comando, o uno script, interpretano le istruzioni fornite dall'utente tramite una opportuna combinazione di opzioni e parametri. Nel caso di uno script, per poter effettuare facilmente questo parsing, si possono usare due strumenti molto versatili: getopt e getopts (fare attenzione alla 's' finale nel secondo comando).

getopt

Il comando getopt analizza una stringa di parametri e ne restituisce una versione canonica, che potrà poi essere analizzata più facilmente.

Pro

Contro

• Il comando getopt descritto in questa guida non è un built-in della shell, ma è attualmente incluso nel pacchetto utils-linux e precedentemente nella glibc (cioè, la GNU lib c).

   getopt --Test

Funzionamento

Il comando getopt può essere chiamato con tre diverse sintassi. La più semplice è:

getopt optstring parameters

optsting è una stringa che informa il comando relativamente alle opzioni nel formato corto che possono essere trovate durante il parsing. Questa stringa deve essere racchiusa tra doppi apici, inoltre: se il carattere che indica l'opzione è seguito dai due punti, l'opzione accetta un parametro obbligatorio; se è seguito da una coppia di doppi punti, accetta un parametro opzionale. parameters indica invece a getopt la stringa degli argomenti su cui operare. Generalmente si indica come parameters la string dei parametri posizionali passati allo script, cioè "$@"; se si vuole passare una stringa alternativa, questa non va racchiusa tra apici, né singoli né doppi.

Le altre due sintassi hanno rispettivamente la forma

getopt [options] [--] optstring parameters

e

getopt [options] -o|--options optstring [options] [--] parameters

in cui optstring e parameters sono gli stessi visti nella prima sintassi, mentre le parti racchiuse tra le parentesi quadre sono opzionali e la barra verticale indica che l'opzione alla sua sinistra e quella alla sua destra sono equivalenti.
La stringa options, che nella seconda sintassi può essere presente senza ripetizioni in due punti, contiene una serie di opzioni e rispettivi parametri che modificano il funzionamento del comando. Tra queste, le più importanti sono:

• -l|--longoptions longopts

  L'opzione '-l' o '--longoptions' indica a getopot che durante il parsing potrà incontrare opzioni lunghe, i cui nomi vengono specificati nella stringa longopts. Questa stringa va racchiusa tra doppi apici e i nomi al suo interno vanno separati con una virgola. Inoltre, se il nome che indica l'opzione lunga è seguito dai due punti, questa accetta un parametro obbligatorio; se è seguito da una coppia di doppi punti, accetta un parametro facoltativo.

• -a|--alternative

  abilita la stile XF86 per le opzioni lunghe.

• -q|--quiet

  disabilita l'output degli errori da parte di getopt.

• -Q|--quiet-output

  indica a getopt di non produrre il suo output, ma gli errori incontrati nel parsing vengono ancora riportati.

Esempi di chiamate al comando

I seguenti esempi d'uso mostrano come chiamare getopt facendo riferimento, rispettivamente, alle tre sintassi viste:

• getopt "hf:d::" $@

  Con questa chiamata, getopt potrà accettare l'opzione 'h' senza parametro, l'opzione 'f' con un parametro obbligatorio e l'opzione 'd' con un parametro facoltativo.

• getopt -a -l "help,file:,dir::" -- "hf:d::" "$@"

  Ora, getopt accetta anche le opzioni nella versione lunga 'file', con un parametro obbligatorio, e 'dir' con un parametro facoltativo.

• getopt getopt -l "help,file:dir::" -o "hf:d::" -a -- "$@"

  Ora, getopt accetta le stesse opzioni, ma in questo caso possono esse indicate anche nello stile XF86

È importante sottolineare che, negli argomenti passati allo script, opzioni e relativi parametri rispettano le seguenti regole:

• Se un'opzione corta accetta un parametro facoltativo, opzione e parametro possono essere scritti attaccati o separati da uno spazio. Se il parametro è obbligatorio, devono essere scritti attaccati.
• Se un'opzione lunga accetta un parametro facoltativo, opzione e parametro possono solo essere separati da uno spazio o dal carattere '='. Se il parametro è obbligatorio, devono essere separati dal carattere '='.

Esempi d'uso

Considerazioni sugli esempi d'uso

getopts

Pro

• A differenza di getopt, il comando getopts è un built-in della shell. Questo comporta che:

  • è definito nello standard POSIX non c'è quindi bisogno di fare attenzione alle sue diverse implementazioni, come avviene per getopt;

  • non ha bisogno di programmi esterni per accedere ai parametri posizionali;
  • può avere accesso diretto alle variabili della shell, che può usare per fare il parsing.

Contro

1. Il comando getops è in grado di fare il parsing solo delle opzioni corte. Se lo script prevede l'uso di opzioni lunghe, sia nello stile GNU sia nello stile XF86, getopts non è la scelta opportuna.

Funzionamento

La sintassi del comando è:

getopts optstring varname [args]

in cui

Come visto nella tabella, il comando getopts viene istruito sulle opzioni e gli eventuali parametri che si può aspettare tramite optstring. La sintassi di questa stringa è molto semplice.

• Ogni opzione che si vuole aggiungere, viene indicata con la relativa lettera. Per le opzioni non sono consentiti i caratteri ':' e '?'.

• Se l'opzione prevede un parametro ad essa associato, il carattere associato all'opzione in optstring va fatto seguire dal carattere ':'. Quindi, se si vuole aggiungere l'opzione 'f' e a questa si vuole associare un parametro, nella stringa optstring si aggiungerà la sequenza 'f:'

• Il comando getopts può essere impostato nella modalità silenziosa, aggiungendo il carattere ':' come suffisso di optstring. Se questo carattere è assente, getopts è in modalità verbosa. La differenza consiste nel fatto che nel secondo caso produrrà dei messaggi qualora rilevasse degli errori durante il parsing. Generalmente, si opta per la modalità silenziosa e la gestione autonoma dei messaggi d'errore. Inoltre, tramite la variabile OPTERR (vedi sotto) si può comunque silenziare la stampa dei messaggi di errore nella modalità verbosa.

Se, ad esempio, volessimo che getopts si aspetti di incontrare nel parsing le opzione 'v' ed 'h' senza parametri associati e l'opzione 'f' con un parametro associato, optstring sarebbe uguale a "vhf:" per la modalità verbosa e uguale a ":vhf:" per quella silenziosa.

Per il suo funzionamento, getopts usa le seguenti variabili

La gestione del parametro varname e della variabile OPTARG cambia a seconda della modalità in cui si usa getopts ed è riassunta nella seguente tabella.

Esempi d'uso

Il comando viene usato all'interno di un ciclo while. Ad ogni iterazione del ciclo, legge un'opzione, e l'eventuale parametro associato, dalla stringa dei parametri posizionali forniti allo script (o da args, se fornita); se tutto è corretto, aggiorna le sue variabili interne, secondo quanto visto al punto precedente, e fornisce questi dati all'utente per la loro analisi, generalmente all'interno di un costrutto case. Il comando restituisce un exit status 1 quando non ci sono più parametri da leggere, facendo terminare il ciclo. Inoltre, il comando interrompe il parsing se incontra la sequenza di caratteri '--'.

Modalità verbosa

#!/usr/bin/env bash

while getopts "vg:uf:" option;
do
    case $option in
        v )
            echo "Passata l'opzione: -$option"
            echo "Non ha un parametro associato, quindi OPTARG=$OPTARG"
            echo "Il valore di OPTIND è $OPTIND"
            echo "*** *** ***"
            ;;
        g )
            echo "Passata l'opzione: -$option"
            echo "Ha un parametro associato, quindi OPTARG=$OPTARG"
            echo "Il valore di OPTIND è $OPTIND"
            echo "*** *** ***"
            ;;
        \?)
            echo "Termino"
            exit 1
            ;;
        * ) 
            echo "Opzione non ancora implementata: -$option"
            echo "*** *** ***"
            ;;
    esac
done
shift $((OPTIND -1))
echo "Rimangono da analizzare i parametri: $@"

Alcuni esempi dell'output generato da questo script sono:

Modalità sileziosa

#!/usr/bin/env bash

while getopts ":vg:uf:" option;
do
    case $option in
        v )
            echo "Passata l'opzione: -$option"
            echo "Non ha un parametro associato, quindi OPTARG=$OPTARG"
            echo "Il valore di OPTIND è $OPTIND"
            echo "*** *** ***"
            ;;
        g )
            echo "Passata l'opzione: -$option"
            echo "Ha un parametro associato, quindi OPTARG=$OPTARG"
            echo "Il valore di OPTIND è $OPTIND"
            echo "*** *** ***"
            ;;
        \?)
            echo "Opzione non valida: -$OPTARG" >&2
            echo "Il valore di OPTIND è $OPTIND" >&2
            echo "*** *** ***"
            exit 1
            ;;
        : )
            echo "L'opzione: -$OPTARG richede un parametro, che non è stato passato" >&2
            echo "Il valore di OPTIND è $OPTIND" >&2
            echo "*** *** ***"
            exit 1
            ;;
        * )
            echo "Opzione non ancora implementata: -$option" >&2
            exit 1
    esac
done
shift $((OPTIND -1))
echo "Rimangono da analizzare i parametri: $@"

Alcuni esempi dell'output generato da questo script sono:

Considerazioni sugli esempi d'uso

• In entrambe le modalità, lo script si aspetta di trovare, tra i parametri posizionali, le opzioni 'v' e 'u' senza parametro associato e le opzioni 'g' ed 'f' con un parametro associato.

• Nella versione verbosa, il caso \?) gestisce sia un'opzione non valida sia l'assenza di un parametro obbligatorio. La stampa dell'errore è gestita direttamente dal comando getopts, che però continua il parsing. Se si desidera che il programma termini la sua esecuzione in questi due casi, deve essere richiesto esplicitamente, ad esempio con il comando exit.

• Nella versione silenziosa, il caso \?) gestisce un'opzione non valida e il caso : ) l'assenza di un parametro obbligatorio.
• Il caso * ) permette di gestire eventuali opzioni non ancora implementate all'interno dello script. Nei due esempi, le opzioni non ancora implementate sono 'u' ed 'f'.

• L'istruzione shift successiva al ciclo while ha lo scopo di eliminare dalla stringa dei parametri posizionali quelli che sono già stati analizzati con getopts. In questo modo, lo script è in grado di gestire successivamente anche eventuali ulteriori parametri posizionali.

Ulteriori risorse

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