shell 的选项解析

引言

目前在做嵌入式开发，经常要把程序 tftp 到设备上调试运行，打算写个脚本简化这些步骤，但系统所带 busybox 还是老旧的1.01版，不少 shell 特性都不支持，如 getopts。无奈，就写个老旧的脚本顶上吧~

目标

1. 脚本支持选项配置，如 -xfd /root/sbin app1 app2 .68，即，把文件 app1，app2 从 192.168.0.68 主机上传到设备路径 /root/sbin下，然后后台执行

2. 支持二级选项，如 -Lef，即，记录日志到 stderr 或 file

3. 可复用性，方便 copy 到别处用；可扩展性，方便增删选项支持；（所以尽量把各步骤封装成函数模块了）；尽量使用内置命令

4. 用来以后复习 shell 常用语法

#!/bin/sh

### 功能 ###
## Tftp files from host to device
## wrap tftp functions with some handy options
## able to work with busybox 1.01 (ash) or above

### 默认配置 ###
rda="192.168.0.128"  ## 主机 ip
rdir=""  ## 目标文件夹
run=0  ## 是否运行
fork=0  ## 是否后台运行
DEBUG=1  ## 调试开关

#### 用法 ####
if [ $# -le 0 ] || [ $1 = '?' ]; then
   echo "Usage: ${0##*/} [option] files_to_upload [.host_ip_tail]"
   echo "option: -d  [dest_path]  移动文件至目的路径"
   echo "        -x  运行"
   echo "        -f  后台运行"
   echo "default: ${0##*/} files $rda"
   exit 1
fi
##############

实现

1. 处理主流程

先把参数中的各选项识别出来，然后分别处理，最后处理剩余参数

标注说明：红粗字体的为函数，高亮部分为复用及扩展时需要修改的部分

## 选项解析函数
parse_opt()
{
   while local arg="$1"
         [ -n "$arg" ]  ## 遍历命令行参数
   do
      local oargs  ## 保存非选项参数
      local shift_step=1  ## 参数左移步进，用来遍历参数
      case $arg in  ## case 支持通配符(Globbing)，可用来做参数匹配
      -*  )  ## 1.选项匹配
            local opt="${arg#-}"
            opt_need_arg $opt  ## 看看选项是否需要参数
            if [ $? -gt 0 ]; then
               let shift_step++  ## 假设选项只支持带一个参数
               local the_arg="$2"  ## 所带参数
               handle_opts $opt "$the_arg"  ## 选项处理函数
            else
               handle_opts $opt  ## 选项处理
            fi
            ;;
      .[0-9]* )  ## 2.特殊参数
            local tail=${arg#?}
            if [ $tail -le 255 ]; then  ## host ip
               rda="192.168.0.$tail"
            else
               echo "Error: invalid host ip!" && exit 7
            fi
            ;;
      *  )  ## 3.其它参数
            oargs="$oargs $arg"
            dmsg "oargs=$oargs"  ## dmsg 为调试函数
            ;;
      esac
      dmsg "shift_step=$shift_step > $# ?"
      shift $((shift_step))  ## 命令行参数左移
   done
   
   handle_others $oargs  ## 最终参数处理函数
   
   return 0
}

因为 shell 中变量作用域默认是全局的，所以函数中变量都作了 local 声明，方便复用

2. 选项处理函数

opt_need_arg()  ## 返回选项所支持的参数个数
{
   dmsg "opt_need_arg $*"
   [ $(expr index "$1" d) -gt 0 ] && return 1   ## 选项 d 需要 1 个参数
   return 0
}

handle_opts()
{
   dmsg "handle_opts $*"
   local opts="$1"  ## 选项字符串列表，如 xfd
   local sub_pos=2  ## 选项子串位置
   while local c1=$(expr substr "$opts" 1 1)  ## 得到列表中第一个字符
         [ -n "$c1" ]
   do
      dmsg "c1=$c1"
      case $c1 in
      L | l ) local bopts="ef"  ## 二级选项
           chk_bind_opt "${opts#?}" $bopts  ## 二级选项检查函数，返回当前二级选项个数
           local ret=$?
           if [ $ret -le 0 -o $ret -gt ${#bopts} ]; then  ## 错误处理：若返回值为0，或超出所支持的选项个数
              echo "Error: wrong use of -$c1!"
              exit 11  ## 返回值比较随意。。
           else
              let sub_pos+=$ret  ## 选项左移步进
              dmsg "sub_pos=$sub_pos"
              [ $(expr index "$opts" f) -gt 0 ] && log2f=1  ## 二级选项处理
              [ $(expr index "$opts" e) -gt 0 ] && log2e=1  ## 二级选项处理
           fi
           ;;
      d  ) if [ -z "$2" ] || [ "$opts" != "$c1" ]; then  ## 错误处理：若选项需要参数，则该选项必须位于列表末位
              echo "Error: wrong use of -$c1!"
              exit 6
           else
              rdir="$2"
           fi
           return 0
           ;;
      f  ) fork=1;;
      x  ) run=1;;
      *  ) echo "Error: unkown opt \"-$c1\"!"
           exit 2
           ;;
      esac
      opts="$(expr substr "$opts" $sub_pos ${#opts})"  ## 选项字符串左移
      sub_pos=2
      dmsg "opts=$opts"
   done
   
   return 0
}

chk_bind_opt()  ## 二级选项检查函数，主要用来查错
{
   dmsg "chk_bind_opt $1 $2"
   local opt2chk="$1"
   local optlist="$2"
   local num=0
   while local c1=$(expr substr "$opt2chk" 1 1)
         [ -n "$c1" -a $(expr index "$optlist" $c1) -gt 0 ]
   do
      dmsg "c1=$c1"
      let num++
      opt2chk="${opt2chk#?}"
   done
   dmsg "num=$num"
   return $num  ## return see -1 as option
}

 3. 最后的自定义参数处理函数

handle_others()
{
   path="$(pwd)"  ## 默认上传到当前路径
   if [ -n "$rdir" -a "$path" != "$rdir" ]; then
      path="$rdir"
      mv=1
   fi

   for file in $*  ## 文件挨个处理
   do
      dmsg $file
      echo "tftp -gr $file $rda ..."
      if tftp -gr $file $rda; then
         chmod a+x $file
         if [ "$mv" -eq 1 ]; then
            echo "moving $file to $path ..."
            mv $file $path  ## 其实 mv 支持批量移动
         fi
         if [ $run -gt 0 ]; then
            killall -q $file
            [ $fork -gt 0 ] && ("$path/$file" &) || "$path/$file" ## if-else 的简写形式
         fi
         echo
      else
         exit 21
      fi
   done
}

4. 调试函数

dmsg()
{
   [ -n "$DEBUG" ] && echo "$1"  ## 若 DEBUG 有值则打印参数 1
}

5. 跑起来

parse_opt "$@"  ## 看上去孤独了点，可以考虑解除其函数封装

exit 0

总结

1. 特殊参数的处理，可以考虑移到 oargs 的首部，从而在 handle_others() 中优先处理，省的污染 parse_opt()；二级选项的处理没做，也许以后用得上

2. 不支持 basename 命令，用 ${0##*/}；不支持${string:position:length} 提取子串，用 expr substr $string $position $length

3. 一些技巧：while 可以有多个判断条件，但根据最后一个做决定；if-else 的列表形式，有时比较简洁方便；case 支持通配符

参考文献：

[1]. Mendel Cooper，杨春敏、黄毅（译），高级 Bash Shell 编程指南，2006-05.  [注]：本文所有技巧均源于此书

附录

## Usage of tftp in busybox 1.01 ##
## tftp [option] HOST [port]
## option: -g  Get file
##         -p  Put file
##         -l FILE  Local file
##         -r FILE  Remote file
##         -b SIZE