Bash

První krok na cestě za porozuměním Linuxu bude práce s příkazovou řádkou; konkrétně shellem. Nejdřív si ale přibližme, co to vlastně je.

Trocha kontextu, názvosloví a historie

Jádro a GNU/Linux

Technicky vzato, Linux je název jádra operačního systému. Jádro (angl. kernel) je ta část, která zařizuje aby ostatní programy mohly běžet, a zajišťuje a „moderuje“ přístup ke sdíleným zařízením – procesoru, paměti, klávesnici, obrazovce, atd.

Jádro samo o sobě je nepoužitelné: podobně jako k motoru auta je potřeba mít volant, kola a karoserii, tak k jádru operačního systému potřebujeme programy jako shell (a samozřejmě fyzický počítač).

To, čím se „náš“ Linux liší od jiných systémů používající Linuxové jádro (jako Android a spousta „chytrých“ zařízení) jsou třeba příkazy jako cd a mkdir, které zadáváme do příkazové řádky. Ty – nebo aspoň jejich nejpoužívanější verze – jsou vyvíjeny jako součást projektu GNU.

Shell

Slovo shell znamená v angličtině skořápka, např. ořechu – tedy „obal“ kolem jádra. Pro nás je to program, který na základě přání uživatele spouští ostatní programy. Tedy: zjistí, jaký program chce uživatel spustit, a řekne jádru aby ho spustil.

U systémů jako MS Windows nebo macOS je shell „grafický“ a zakomponovaný do systému, takže ho jako uživatel nemůžeme „oddělit“ od jádra.

I Linuxové systémy mají grafické shelly. Ten který používáme my je GNOME Shell. Hlavní úkol shellu je spouštět ostatní programy, ale má i jiné funkce: např. ukazuje čas nebo tě umí odhlásit.

Původní shelly ale byly textové: než počítače uměly vykreslovat okýnka, když ještě komunikovaly přes psací stroj a tiskárnu, byl shell program, který se zeptal jaký program spustit, spustil ho, a po skončení se zeptal znovu. Takový textový shell – příkazová řádka – byl hlavní způsob komunikace s počítačem.

Většina shellových příkazů spouští další programy, i když má takový shell – podobně jako ten grafický – i další funkce navíc.

Shell, který budeme používat my, je GNU Bash. Jeho první verze vyšla v roce 1989 a je z velké části kompatibilní s původním sh z roku 1979. Nemá vychytávky novějších shellů jako fish nebo xonsh, ani není nejrychlejší nebo nejbezpečnější, ale je dost dobrý na to, aby byl stále nejpopulárnější – najdete ho téměř na každém „linuxovém“ počítači (a dokonce i na macOS), většinou jako výchozí volbu.

Terminál

Samotný textový shell neumí vykreslovat písmenka. To v sedmdesátých letech dělala teletypová tiskárna, později videoterminál (obrazovka s klávesnicí). Dnes to na to máme grafické okýnko programu, kterému se říká emulátor terminálu nebo jen “terminál” či „okýnko s příkazovou řádkou“. V prostředí GNOME použijeme program Terminál. Jeho funkcí je předávat písmenka napsaná na klávesnici určitému programu, a vykreslovat to, co tento program chce vypsat.

Když Terminál spustíš, spustí se „v něm“ Bash.

Proč text?

Proč ovládat počítač textově – psát příkazy na klávesnici místo klikání myší?

Je to složitější na naučení: příkazy si typicky musíš pamatovat nebo dohledat, místo toho abys je našla v menu. Ale jakmile to zvládneš, je textové ovládání často rychlejší. Poslední příkaz zopakuješ pomocí ↑Enter. Když si několik příkazů zaznamenáš v souboru, můžeš je rovnou zkopírovat do shellu. A z takového souboru s příkazy není daleko ke skriptu, kdy sadu příkazů pojmenuješ a můžeš ji spouštět jako jediný příkaz – podobně jako si můžeš v Pythonu několik příkazů pojmenovat a vytvořit si funkci. Až budeš potřebovat zkopírovat třetí řádek z každého z tisíce souborů, nebo každé pondělí provést analýzu aktuálního počasí, začne se ti znalost Bashe vyplácet.

A když se ztratíš, můžeme ti mnohem lépe pomoct stylem „co vypíše příkaz foobar status?“ místo „klikni na zelené tlačítko vpravo dole a pošli mi screenshot“.

A nakonec – spousta důležitých počítačů nemá ani připojenou obrazovku, ani nainstalovanou grafickou kartu, která umí vykreslovat okýnka. Příkazy se na ně posílají textově přes síť; administrátorův notebook funguje jako původní terminály: nástroje k zadávání a zobrazování textu. Až tedy budeš spravovat microservices v cloudu, nebo clustery v superpočítačovém centru, bude tvá klávesnice mnohem ošoupanější než myš.

Pojďme s tím začít.

Pouštění příkazů

Když Bash pustíš, ukáže se ti prompt neboli výzva – Bash se ptá na další příkaz.

$

Bash většinou používá $, i když se dá nastavit i jiný symbol. Před dolarem jsou většinou nějaké další informace, typicky aktuální adresář a jméno uživatele.

Důležité je, že prompt není součást příkazu: když tu uvidíš ukázku příkazu, dolar nepíšeš ty, vždy píšeš až to za ním. Stejně tak nepíšeš výstup – typicky to, co je na řádcích které dolarem nezačínají. I to vypisuje počítač sám.

Zkus si zadat příkaz ls (zkratka z angl. list), který vypíše obsah aktuálního adresáře. Zadej lsEnter:

$ ls
Dokumenty  Obrázky  Stažené  Veřejné
Hudba      Plocha   Šablony  Videa

Příkaz ls není součást Bashe – je to samostatný program, který shell spustí, když zadáš jeho jméno. Zatímco ls běží, má přístup k terminálu: může vypisovat výsledky. (Nebo může zpracovávat vstup z klávesnice, např. u funkce input Pythonu.) Když doběhne, vrátí se „ke slovu“ opět Bash a výzvou s dolarem se zeptá na další příkaz.

Nenalezený příkaz

Když Bash nenajde program který by měl spustit, vypíše chybovou hlášku:

$ lss
bash: lss: Příkaz nebyl nenalezen...
Podobný příkaz je: 'ls'

To se stane, když uděláš překlep nebo když daný program není nainstalovaný. Některé systémy umí v rámci chybové hlášky i napovědět podobný příkaz (jako výše), nebo doporučit instalaci:

$ blender
bash: blender: Příkaz nebyl nenalezen...
Nainstalovat balíček „blender“, který poskytuje příkaz „blender“? [N/y]

Občas se stane, že hledání podobného příkazu trvá příliš dlouho. Zastavit hledání můžeš pomocí Ctrl+C.

Složitější programy

Většina tohoto kurzu bude o spouštění malých prográmků, které umí jen jednu věc, a o tom jak je spojovat dohromady. Ale Bash umí pouštět jakýkoli program, který máš nainstalovaný. Zkus si:

$ firefox
$ gedit
$ nautilus

Kdyby některý z těchto programů nepustil po zavření zpátky k příkazové řádce, zavři ho pomocí Ctrl+C. (Některé programy zůstávají po zavření okna běžet; je to pro případ, že bys chtěla za chvilku otevřít okno nové.)

A některé grafické programy sice pustí Bash zpátky „ke slovu“ rychle, ale běží dál a dokonce píšou do terminálu hlášky, které by tě mohly mást. Doporučuji proto teď terminálové okno zavřít a otevřít nové.

Nela a medúzy

Jako příklad pro použití Bashe si projdeme kurz od The Carpentries – organizaci, která učí vědce. Jejich příklad je praktický; možná ne pro tebe, ale úkoly které by byly praktické pro všechny se hledají špatně a hry (jako v začátečnickém kurzu Pythonu) se k Bashi moc nehodí.

Tady je příběh:

Nela Nemo, mořská bioložka, se právě vrátila z šestiměsíční výpravy na severní Tichý oceán, kde studovala měkké organismy v Tichomořské odpadkové skvrně. Nasbírala 150 vzorků, ve kterých její zařízení měřilo relativní zastoupení 300 proteinů. Teď má 1500 souborů, které musí zpracovat speciálním programem goostats, který kdysi napsal někdo z její univerzity. A samozřejmě musí o výsledcích napsat článek. Do konce měsíce.

Kdyby goostats pouštěla ručně, klikáním, musela by ho 1500× otevřít a vybrat soubor. To by jí zabralo as 12 hodin čistého času, kdyby přitom neudělala chybu – nemluvě o dopadech na její karpální tunel. A tak radši tuhle práci zautomatizuje pomocí Bashe a bude se soustředit na ten článek.

V dalších lekcích se zaměříme na to, jak to Nela může zautomatizovat. Přesněji řečeno, jak pustit program goostats na každý z tisíců souborů.

Vzniklý skript pak navíc půjde použít znovu, až Nela nasbírá víc dat.

K tomuto příběhu se váže sada souborů. Stáhni si archiv do svého adresáře Dokumenty. A potom ho rozbal. To se dělá následujícími příkazy:

$ cd Dokumenty
$ unzip data-shell.zip
$ cd