Linux循序漸進(19)：shell(轉)

Linux循序漸進(19)：shell(轉)[@more@]

shell是使用者和Linux作業系統之間的介面。Linux中有多種shell，其中預設使用的是Bash。本章講述了shell的工作原理，shell的種類，shell的一般操作及Bash的特性。

　什麼是shell

Linux系統的shell作為作業系統的外殼，為使用者提供使用作業系統的介面。它是命令語言、命令解釋程式及程式設計語言的統稱。

shell是使用者和Linux核心之間的介面程式，如果把Linux核心想象成一個球體的中心，shell就是圍繞核心的外層。當從shell或其他程式向Linux傳遞命令時，核心會做出相應的反應。

shell是一個命令語言直譯器，它擁有自己內建的shell命令集，shell也能被系統中其他應用程式所呼叫。使用者在提示符下輸入的命令都由shell先解釋然後傳給Linux核心。

有一些命令，比如改變工作目錄命令cd，是包含在shell內部的。還有一些命令，例如複製命令cp和移動命令rm，是存在於檔案系統中某個目錄下的單獨的程式。對使用者而言，不必關心一個命令是建立在shell內部還是一個單獨的程式。

shell首先檢查命令是否是內部命令，若不是再檢查是否是一個應用程式（這裡的應用程式可以是Linux本身的實用程式，如ls和rm，也可以是購買的商業程式，如xv，或者是自由軟體，如emacs）。然後shell在搜尋路徑裡尋找這些應用程式（搜尋路徑就是一個能找到可執行程式的目錄列表）。如果鍵入的命令不是一個內部命令並且在路徑裡沒有找到這個可執行檔案，將會顯示一條錯誤資訊。如果能夠成功找到命令，該內部命令或應用程式將被分解為系統呼叫並傳給Linux核心。圖10-1展示了shell是如何執行命令的。

　

使用者命令

　

外部命令

　

　

　

UNIX核心

　

　

　

　

　

圖10-1　shell的工作原理

shell的另一個重要特性是它自身就是一個解釋型的程式設計語言，shell程式設計語言支援絕大多數在高階語言中能見到的程式元素，如函式、變數、陣列和程式控制結構。shell程式語言簡單易學，任何在提示符中能鍵入的命令都能放到一個可執行的shell程式中。

當普通使用者成功登入，系統將執行一個稱為shell的程式。正是shell程式提供了命令列提示符。作為預設值（TurboLinux系統預設的shell是BASH），對普通使用者用“$”作提示符，對超級使用者（root）用“#”作提示符。

一旦出現了shell提示符，就可以鍵入命令名稱及命令所需要的引數。shell將執行這些命令。如果一條命令花費了很長的時間來執行，或者在螢幕上產生了大量的輸出，可以從鍵盤上按ctrl+c發出中斷訊號來中斷它（在正常結束之前，中止它的執行）。

當使用者準備結束登入對話程式時，可以鍵入logout命令、exit命令或檔案結束符（EOF）（按ctrl+d實現），結束登入。

我們來實習一下shell是如何工作的。

$ make work

make:***No rule to make target ‘work’. Stop.

$

註釋：make是系統中一個命令的名字，後面跟著命令引數。在接收到這個命令後，shell便執行它。本例中，由於輸入的命令引數不正確，系統返回資訊後停止該命令的執行。

在例子中，shell會尋找名為make的程式，並以work為引數執行它。make是一個經常被用來編譯大程式的程式，它以引數作為目標來進行編譯。在 “make work”中，make編譯的目標是work。因為make找不到以work為名字的目標，它便給出錯誤資訊表示執行失敗，使用者又回到系統提示符下。

另外，使用者鍵入有關命令列後，如果shell找不到以其中的命令名為名字的程式，就會給出錯誤資訊。例如，如果使用者鍵入：

$ myprog

bash:myprog:command not found

$

可以看到，使用者得到了一個沒有找到該命令的錯誤資訊。使用者敲錯命令後，系統一般會給出這樣的錯誤資訊。

shell的種類

Linux中的shell有多種型別，其中最常用的幾種是Bourne shell（sh）、C shell（csh）和Korn shell（ksh）。三種shell各有優缺點。Bourne shell是UNIX最初使用的shell，並且在每種UNIX上都可以使用。Bourne shell在shell程式設計方面相當優秀，但在處理與使用者的互動方面做得不如其他幾種shell。Linux作業系統預設的shell是Bourne Again shell，它是Bourne shell的擴充套件，簡稱Bash，與Bourne shell完全向後相容，並且在Bourne shell的基礎上增加、增強了很多特性。Bash放在/bin/bash中，它有許多特色，可以提供如命令補全、命令編輯和命令歷史表等功能，它還包含了很多C shell和Korn shell中的優點，有靈活和強大的程式設計介面，同時又有很友好的使用者介面。

C shell是一種比Bourne shell更適於程式設計的shell，它的語法與C語言很相似。 Linux為喜歡使用C shell的人提供了Tcsh。Tcsh是C shell的一個擴充套件版本。Tcsh包括命令列編輯、可程式設計單詞補全、拼寫校正、歷史命令替換、作業控制和類似C語言的語法，它不僅和Bash shell是提示符相容，而且還提供比Bash shell更多的提示符引數。

Korn shell集合了C shell和Bourne shell的優點並且和Bourne shell完全相容。Linux系統提供了pdksh（ksh的擴充套件），它支援任務控制，可以在命令列上掛起、後臺執行、喚醒或終止程式。

Linux並沒有冷落其他shell使用者，還包括了一些流行的shell如ash、zsh等。每個shell都有它的用途，有些shell是有專利的，有些能從Internet網上或其他來源獲得。要決定使用哪個shell，只需讀一下各種shell的聯機幫助，並試用一下。

使用者在登入到Linux時由/etc/passwd檔案來決定要使用哪個shell。例如：

# fgrep lisa /etc/passwd

lisa:x:500:500:TurboLinux User:/home/lisa:/bin/bash

shell被列每行的末尾（/bin/bash）。

由於Bash是Linux上預設的shell，本章主要介紹Bash及其相關知識。

第二十課　shell命令　　　　　　2000年/5月/22日

命令列

使用者登入到Linux系統時，可以看到一個shell提示符，標識了命令列的開始。使用者可以在提示符後面輸入任何命令及引數。例如：

$ date

二 11 23 01:34:58 CST 1999

$

使用者登入時，實際進入了shell，它遵循一定的語法將輸入的命令加以解釋並傳給系統。命令列中輸入的第一個字必須是一個命令的名字，第二個字是命令的選項或引數，命令列中的每個字必須由空格或TAB隔開，格式如下：

$ Command Option Arguments

選項和引數

選項是包括一個或多個字母的程式碼，它前面有一個減號（減號是必要的，Linux用它來區別選項和引數），選項可用於改變命令執行的動作的型別。例如：

$ ls

motd passwd

$

這是沒有選項的ls命令，可列出當前目錄中所有檔案，只列出各個檔案的名字，而不顯示其他更多的資訊。

$ ls -l

total 2

-rw-r--r-- 2 wzh book 22 Apr 20 20:37 motd

-rw-r--r-- 2 wzh book 796 Apr 20 20:37 passwd

$

加入-l選項，將會為每個檔案列出一行資訊，諸如資料大小和資料最後被修改的時間。

大多數命令都被設計為可以接納引數。引數是在命令列中的選項之後鍵入的一個或多個單詞，例如：

$ ls -l text

-rw-r--r-- 2 wzh book 22 Apr 20 20:37 motd

-rw-r--r-- 2 wzh book 796 Apr 20 20:37 passwd

$

將顯示text目錄下的所有檔案及其資訊。

有些命令，如ls可以帶引數，而有一些命令可能需要一些最小數目的引數。例如，cp命令至少需要兩個引數，如果引數的數目與命令要求不符，shell將會給出出錯資訊。例如：

$ cp -i mydata newdata

注意：命令列中選項先於引數輸入。

命令列特徵

命令列實際上是可以編輯的一個文字緩衝區，在按回車之前，可以對輸入的文字進行編輯。比如利用BACKSPACE鍵可以刪除剛鍵入的字元，可以進行整行刪除，還可以插入字元，使得使用者在輸入命令，尤其是複雜命令時，若出現鍵入錯誤，無須重新輸入整個命令，只要利用編輯操作，即可改正錯誤。

利用上箭頭可以重新顯示剛執行的命令，利用這一功能可以重複執行以前執行過的命令，而無須重新鍵入該命令。

bash儲存著以前鍵入過的命令的列表，這一列表被稱為命令歷史表。按動上箭頭，便可以在命令列上逐次顯示各條命令。同樣，按動下箭頭可以在命令列表中向下移動，這樣可以將以前的各條命令顯示在命令列上，使用者可以修改並執行這些命令。這一特徵將在10.4節中進行詳細的論述。

在一個命令列中還可以置入多個命令，用分號將各個命令隔開。例如：

$ ls -F;cp -i mydata newdata

也可以在幾個命令列中輸入一個命令，用反斜槓將一個命令列持續到下一行。

$ cp –i

mydata

newdata

　

上面的cp命令是在三行中輸入的，開始的兩行以反斜槓結束，把三行作為一個命令列。

shell中的特殊字元

shell中除使用普通字元外，還可以使用一些具有特殊含義和功能的特殊字元。在使用它們時應注意其特殊的含義和作用範圍。下面分別對這些特殊字元加以介紹。

萬用字元

萬用字元用於模式匹配，如檔名匹配、路經名搜尋、字串查詢等。常用的萬用字元有*、?和括在方括號［ ］中的字元序列。使用者可以在作為命令引數的檔名中包含這些萬用字元，構成一個所謂的“模式串”，在執行過程中進行模式匹配。

* 代表任何字串（長度可以不等），例如：“f*”匹配以f打頭的任意字串。但應注意，檔名前的圓點（.）和路經名中的斜線（/）必須顯式匹配。例如“*”不能匹配.file，而“.*”才可以匹配.file。

? 代表任何單個字元。

［ ］ 代表指定的一個字元範圍，只要檔名中［ ］位置處的字元在［］中指定的範圍之內，那麼這個檔名就與這個模式串匹配。方括號中的字元範圍可以由直接給出的字元組成，也可以由表示限定範圍的起始字元、終止字元及中間的連字元（-）組成。例如，f ［a- d］ 與f ［abcd］的作用相同。Shell將把與命令列中指定的模式串相匹配的所有檔名都作為命令的引數，形成最終的命令，然後再執行這個命令。

下面我們給出表10-1說明這些萬用字元的具體含義。

表10-1　萬用字元含義舉例

模式串

意 義

*

當前目錄下所有檔案的名稱。

*Text*

當前目錄下所有檔名中包含有Text的檔案的名稱。

［ab-dm］*

當前目錄下所有以a、b、c、d、m開頭的檔案的名稱。

［ab-dm］?

當前目錄下所有以a、b、c、d、m開頭且後面只跟有一個字元的檔案的名稱。

/usr/bin/??

目錄/usr/bin下所有名稱為兩個字元的檔案的名稱。

　

特別需要注意的是，連字元“-”僅在方括號內有效，表示字元範圍，如在方括號外面就成為普通字元了。而*和?只在方括號外面是萬用字元，若出現在方括號之內，它們也失去萬用字元的能力，成為普通字元了。例如，模式“- a［*?］abc”中只有一對方括號是萬用字元，*和?均為普通字元，因此，它匹配的字串只能是- a*abc和- a?abc。

最後說明一下使用萬用字元時需要注意的一些問題。由於*、?和［］對於shell來說具有比較特殊的意義，因此在正常的檔名中不應出現這些字元。特別是在目錄名中不要出現它們，否則Shell匹配起來可能會無窮的遞迴下去。另外要注意的一點是：如果目錄中沒有與指定的模式串相匹配的檔名，那麼Shell將使用此模式串本身作為引數傳給有關命令。這可能就是命令中出現特殊字元的原因所在。

引號

在shell中引號分為三種：單引號，雙引號和反引號。

單引號 ‘

由單引號括起來的字元都作為普通字元出現。特殊字元用單引號括起來以後，也會失去原有意義，而只作為普通字元解釋。例如：

$ string=’$PATH’

$ echo $string

$PATH

$

可見$保持了其本身的含義，作為普通字元出現。

雙引號 “

由雙引號括起來的字元，除$、、’、和”這幾個字元仍是特殊字元並保留其特殊功能外，其餘字元仍作為普通字元對待。對於$來說，就是用其後指定的變數的值來代替這個變數和$；對於而言，是跳脫字元，它告訴shell不要對其後面的那個字元進行特殊處理，只當作普通字元即可。可以想見，在雙引號中需要在前面加上的只有四個字元$，，’和”本身。而對”號，若其前面沒有加，則Shell會將它同前一個”號匹配。

例如，我們假定PATH的值為.:/usr/bin:/bin，輸入如下命令：

$ TestString＝”$PATH”$PATH”

$ echo $TestString

.:/usr/bin:/ bin”$PATH

$

讀者可以自己試一下在第二個雙引號之前不加會產生什麼結果。

　

反引號 `

反引號（`）這個字元所對應的鍵一般位於鍵盤的左上角，不要將其同單引號（’）混淆。反引號括起來的字串被shell解釋為命令列，在執行時，shell首先執行該命令列，並以它的標準輸出結果取代整個反引號（包括兩個反引號）部分。例如：

$ pwd

/home/xyz

$ string=”current directory is `pwd`”

$ echo $string

current directour is /home/xyz

$

shell執行echo命令時，首先執行`pwd`中的命令pwd，並將輸出結果/home/xyz取代`pwd`這部分，最後輸出替換後的整個結果。

利用反引號的這種功能可以進行命令置換，即把反引號括起來的執行結果賦值給指定變數。例如：

$ today=`date`

$ echo Today is $today

Today is Mon Apr 15 16:20:13 CST 1999

$

反引號還可以巢狀使用。但需注意，巢狀使用時內層的反引號必須用反斜線（）將其轉義。例如：

$ abc=`echo The number of users is `who| wc-l``

$ echo $abc

The number of users is 5

$

在反引號之間的命令列中也可以使用shell的特殊字元。Shell為得到``中命令的結果，它實際上要去執行``中指定的命令。執行時，命令中的特殊字元，如$，”，?等又將具有特殊含義，並且``所包含的可以是任何一個合法的Shell命令，如：

$ ls

note readme.txt Notice Unix.dir

$ TestString＝”`echo $HOME ` ` ls ［nN］*`”

$ echo $TestString

/home/yxz note Notice

$

其他情況，讀者可自行試之。

註釋符

在shell程式設計中經常要對某些正文行進行註釋，以增加程式的可讀性。在Shell中以字元“#”開頭的正文行表示註釋行。

此外還有一些特殊字元如：用於輸入/輸出重定向與管道的、<>和|；執行後臺命令的&；命令執行運算子&&和||及表示命令組的{}將在下面各小節中加以介紹