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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...
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
tt...
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 roo...
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...
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 cm...
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...
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 numbe...
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
!...
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...
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 ...
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...
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/p...
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.
•...
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...
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...
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...
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
• patter...
awk
• 例) /etc/passwdでbashとnologinの数を計算
• /bash/ { ++bash }
• /nologin/ { ++nologin }
• END { print bash: bash, nologin: no...
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...
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...
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...
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 ...
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
• xarg...
☕ 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/?...
:(){: ¦ : &};:
:(){: ¦ :&};:
• :()
• : 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 ...
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
...
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...
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 ...
{} (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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シェル芸初心者によるシェル芸入門

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@rncc夏期講習 9/2

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シェル芸初心者によるシェル芸入門

  1. 1. シェル芸初心者による シェル芸入門 #rncc夏期講習 @icchyr
  2. 2. $ whoami • @icchyr • 某濃厚な大学のB3 • Activity • CTF (tuat_mcc, TokyoWesterns) • ICPC (nocow) など
  3. 3. 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
  4. 4. シェル芸
  5. 5. 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
  6. 6. 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
  7. 7. 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
  8. 8. 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
  9. 9. 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
  10. 10. 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 ...
  11. 11. 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)
  12. 12. 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
  13. 13. 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
  14. 14. 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
  15. 15. リダイレクト ls -l > res.txt ls -l /proc/self/fd/0 res.txt (新規作成)
  16. 16. 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
  17. 17. 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
  18. 18. 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
  19. 19. 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
  20. 20. 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
  21. 21. 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}
  22. 22. 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
  23. 23. 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)
  24. 24. 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…
  25. 25. 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
  26. 26. 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
  27. 27. 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)
  28. 28. 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
  29. 29. 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
  30. 30. 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
  31. 31. 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)
  32. 32. 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
  33. 33. 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
  34. 34. 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
  35. 35. 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/{…
  36. 36. 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
  37. 37. 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
  38. 38. 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
  39. 39. 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
  40. 40. 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
  41. 41. 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
  42. 42. 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
  43. 43. 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
  44. 44. 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]…
  45. 45. ☕ 一旦休憩 ☕
  46. 46. 💀 危険シェル芸 💀
  47. 47. 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
  48. 48. :(){: ¦ : &};:
  49. 49. :(){: ¦ :&};: • :() • : 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
  50. 50. :(){: ¦ :&};: • 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
  51. 51. ps aux ¦ grep bash ¦ grep -v $$ ¦ awk {print $2} ¦ xargs kill -9
  52. 52. ps aux ¦ grep bash ¦ grep -v $$ ¦ 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
  53. 53. 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
  54. 54. 超迷惑なのでやめましょう
  55. 55. ☕ 休憩おわり ☕
  56. 56. 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)
  57. 57. 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
  58. 58. 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
  59. 59. 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`
  60. 60. while • while cond • condがtrueの間続く処理をループする ! • $ while true
 > do
 > echo hoge
 > done
  61. 61. 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
  62. 62. {} (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
  63. 63. 実用的なシェル芸
  64. 64. 実用的なシェル芸 • ログ解析 • access.logの中身を解析してみる
  65. 65. まとめ • 手元で色々できて便利

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