第四部分：SHELL介绍
第一讲：什么是Shell
当我们登入Unix之後, 第一个接触到的, 便是 Shell. 我们必须对它有点初步的认识才行.
一. Shell 简介.
Unix系统分成三个重要的部份
核心
Shell
工具程式
核心的部份相当低阶, 操作者不易和它直接沟通, 因此, 必须要有一个友善的介面(interface), 使得操作时能更为方便, 这个介面便是 Shell.
换言之, Shell 就是一个居於核心和操作者之间的一层使用者介面.
那麽, 为何称它为 Shell 呢? Shell 的本意是 "壳" 的意思呢!
没错, 在核心的外面, 包覆着一层外壳, 用来负责接收使用者输入的指令, 然後将指令解译成核心能够了解的方式, 传给核心去执行, 再将结果传回至预设的输出周边.
例如: 键入
ls -l
shell 给你以下回应:
拥
档 有
案 档
种 案 档案大小 最近修改的
类 档案权限 数 拥有人 组别 (byte单位)日期及时间 档案名称
drwxr-xr-x 14 root root 1024 Jul 21 21:31 .
drwxr-xr-x 17 root root 1024 Apr 11 12:01 ..
drwxr-xr-x 8 82 82 1024 Feb 25 19:23 apache
-rw-r--r-- 1 root root 1335460 Feb 25 17:45 apache_1_3_4.tar.gz
drwxr-xr-x 6 root root 1024 Aug 31 1998 ftp
drwxr-xr-x 5 root root 1024 Aug 31 1998 httpd
drwx------ 2 james james 1024 Apr 23 06:47 james
drwxr-xr-x 2 root root 12288 Aug 31 1998 lost+found
drwxr-xr-x 2 msql nobody 1024 Dec 28 1998 msql
drwxr-xr-x 28 ols3 ols3 2048 Jul 19 21:38 ols3
drwxr-xr-x 3 1022 nobody 1024 Jan 25 23:40 ols3cgi
drwxrwxr-x 3 perl ols3 1024 Feb 2 07:11 perl
-rw------- 1 root root 2097152 Jul 21 18:39 quota.group
-rw------- 1 root root 1278656 Jul 21 18:39 quota.user
drwxrwxr-x 2 root nobody 1024 May 11 1998 samba
drwxr-xr-x 3 apache nobody 1024 Feb 25 16:58 temp
drwxrwxr-x 2 webadm nobody 1024 Mar 14 16:34 webadm
Shell 按着表现的方式与读取使用者输入种类的不同, 可分为二大类:
Text base : 文字导向
Graph base: 图型导向
所谓 "读取使用者输入种类不同" 是指: 读取自键盘, 或读取自滑鼠, 其它 serial input, 萤幕触控等.
这样说来, Shell 好像只是命令直译器罢了?!
嗯, 这倒要按不同的 OS 所附给的 Shell 其功能和选择性的自由度而定.
以 DOS 的 COMMAND.COM 而言, 它就是一个十足的命令直译器, 除了一点点 batch 档的能力之外, 它的功能并不多. Win 平台的 GUI, 则是一个图型式的命令直译器, 介面十分友善. 不过, 这二种 OS, 不能让你自由而简单地选择 Shell.(以前 DOS 有 4dos 可选用)
由於 Unix 家族, 对 Shell 的处理, 采独立自由开放的方式, 因此, Shell 的种类相当地多, 更可以让人自由地更换(chsh).
目前流行的 shell 有:
Bourne shell : sh
C shell : csh
Korn shell: ksh (商业软体)
tcsh (free)
Bourne Again shell: bash (GNU)
二. Shell 的简史
第一个重要的 shell 是 Bourne shell (如此命名是为了纪念此 shell 的发明者 Steven Bourne), 1979 年第一个流行的 Unix 版本 7 发行时, 开始使用 Bourne shell.
Bourne shell 的主档名为 sh, 因此, 日後人们便以 sh 为 Bourne shell 的主要识别名称.
虽然 Unix 上的 shell 有许多种, 但 Bourne shell 的地位至今仍然没有改变. 许多 Unix 系统中仍然使用 sh 做为重要的管理工具. (它的工作从开机到关机, 几乎无所不包)
第一个广为流行使用的 shell 变种是 C shell. C shell 主要附在 BSD 版的 Unix 系统中. 它的作者是柏克莱大学的 Bill Joy. C shell 主要是因为其语法和 C 语言相类似, 因而得名. 这使得 Unix 系统的程式师, 在学习 C shell 时, 感到相当地方便容易.
以上这二种形成 shell 的二大主流, 後来的变种 shell 大都攫取这二种 shell 的优点.
比如 Korn, tcsh 及 bash.
Bash shell 是 GNU 计划的重要工具软体之一, 也是 GNU 作业系统中标准的 shell.
Bash 在 1988 年诞生, 最初的作者是 Brian Fox, Chet Ramey 於 1989 加入, 现在官方正式的维护者是 Chet Ramey, 他的工作便是持续不断地增强 bash 的功能.
1995~1996 期间推出 bash 2.0 , 在这之前, 广为使用的版本是 1.14.x, 它增加了许多新的功能, 以及更好的相容性.
当然, Bash 是完全免费的, 它是 Open Source 的一员, 原始码全部开放.
二. Bash 的功能.
Bash 具有以下功能:
相容於 Bourne shell (sh)
包含有 C shell 以及 Korn shell 中最好的功能.
具命令列编修的能力(您记得以前 DOS 中的 doskey 吗?)
工作控制(job control)的能力, 可控制前景及背景程式
具 shell 程式设计的能力, 可让您自订shell及设计程式, 管理系统.
三. 新版的 Bash 哪里抓取?
三. 开始使用 Bash
当你 login 进 unix 主机时, 便开始和 bash 互动, 一直到你 exit 主机(或按^D) 为止.
Bash 的提示符号为$(代表一般身份使用者), 当您具有 root 权限时, 提示符号则变为 #.
一旦出现提示符号时, 您便可以开始键入操作命令列(command line)了.
命令可分为二大类:
bash 内建的指令
程式
如果是 bash 内建的指令, 则由 bash shell 负责回应; 若是程式, 则 shell 会找出该程式, 然後将控制权交给核心, 由核心执行该程式, 执行完之後, 再将控制权交回给 shell.
怎麽知道那些指令是 bash 内建的, 那些是程式呢? 通常用 "which 指令", 若没有任何回应, 表示是内建的指令(除非该指令错误、不存在, 或该程式不在预设的搜寻路径之内), 例如下:
$/usr/ucb/which echo [没有回应, 表示是内建的指令]
/usr/bin/echo
$ /usr/ucb/which ls
/bin/ls
四. 命令列的格式.
命令列通常由好几个字串组成, 中间用空白或 tab 键分开. 如下所示:
command options arguments(或称为 parameters)
命令 选项 参数
rm -rf /home/ols3
除了空白和 tab 键之外, 每一部份, 我们称之为 token, 比如上面的例子中, 便有三个 token: rm, -rf, /home/ols3.
当键入此一命令列时, shell 首先将它分解成个别的 token, 然後判断是内建的指令, 或是程式, 再按之前提过的方式去执行.
怎麽知道一个命令或程式, 它有那些选项和参数呢? 通常 man 一下该指令, 就可以得到了. 例如:
man rm
另外, 多行指令也可以一下全部写在同一命令列中, 只要中间用 ; 分开, 如:
ls ; mkdir test ; clear
五. 现行目录和自家目录.
所谓现行目录(current directory)是指: 你现在所处的位置, 又称为工作目录(working directory).
欲知现行目录为何? 可下 pwd 指令便知.
所谓自家目录(home directory)是指: 当初 root 为你建立帐号时, 所指定给你的一个私人专用的目录, 也是你登入系统之後, 第一个进入的地方.
欲知自家目录, 可用下列方式:
cd (然後直接按 Enter)
cd ~ (~ 代表自家目录)
cat /etc/passwd | grep 您的帐号
相关的技巧
cd ./myway (进入目前目录下的 myway 目录中)
cd .. (回到上一层目录)
六. 万用字元.
如果命令列的参数中, 含有档名, 那麽万用字元(wildcards)可以带来十分便利的操作. (不过若使用不当, 也是恶梦的开始)
如果各位以前有过 DOS 的操作经验, 应该还记得 * 及 ? 所代表的意义吧?!
以下是 bash 中使用的万用字元:
? 代表任何单一字元(character)
* 代表任何字串 (注意: 0 个以上的字元, 例: *yes 将包含 yes 或 yes-or-not)
[字元组合] 在中括号中的字元皆符合, 如: [a-z]代表所有的小写字母
[!字元组合] 不在中括号中的字元皆符合, 如: [!0-9]代表非数字的字元皆符合
七. 输入和输出与重新导向.
当 unix系统完成开机之後, 预设上, 便开有三个档案, 这三个档案是做为输入、输出以及显示错误之用的.
我们称之为:
标准输入: 通常是键盘, 档案代码为 0
标准输出: 通常是萤幕, 档案代码为 1
标准错误: 通常标准输出相同(也就是萤幕), 档案代码为 2
虽然系统已帮你设好了这三个档案, 但我们仍然可以视需要, 适时地改变输入,输出,及错误这三者至不同的地方. 这种改变标准输出入的动作, 我们称之为 "I/O 重新导向" (I/O Redirection).
例如:
ls -la > myfile 就是将查询的结果重新导向至 myfile 中(本来是应该出现在萤幕上的)
cat myfile 便可以看见 ls -la 的结果.
cat < myfile > youfile 就是将 myfile 的内容拷贝给 youfile.
> 代表将输出转向
< 代表将输入转向
另一个会将输出入转向的机制是 "管线" (Pipelines).
所谓的管线就是将一个程式的输出当成另一个程式的输入.
例如: cat /etc/passwd | grep ols3
上面这段指令的意思是说: 把 /etc/passwd 档的内容显示结果(即输出) 丢给 grep 这个指令当作输入值, 然後由 grep 从中找出包含关键字 ols3 的资料列.
八. 前台与后台工作.
unix 是多用户多任务的作业系统, 这意谓UNIX 可以让多人同时使用, 更可以同时执行许多程式.
一般而言, 你所执行的指令会一直握着控制权, 一直到程式结束为止, 我们称为这样的执行工作是在前台工作(foreground jobs), 如果, 执行指令时, 你仍然可以再做其它的事情, 那我们就称它是在后台工作.
通常比较耗时间的工作, 我们会把它丢到后台去执行, 而这期间, 我们仍然可以和 shell 继续沟通, 下达其它命令给 shell 去执行.
例如: 我们想从中研院的 FTP 伺服器下载某一个目录中所有的档案, 但又不想等它执行完毕(因为这样耗时间,也很无聊), 可以用以下的方式来达成:
其中 & 这个符号便是将命令列丢到后台去执行的指令.
如果您想离线之後, 仍然令系统继续传档, 可以在前面再加一个 nohup 的指令, 如下:
nohup 是 no hangup 即不挂断之意.
八. 特殊字元及引号.
有许多字元, 对 shell 来说, 是具有特殊意义的. 详列於下:
符号 意义
~ 自家目录
` 命令取代
# 解
$ 变数取值
& 后台工作
* 万用字元
( 子shell开始
) 子shell结束
\ 使特殊字元恢复本意
| 管线
[ 字元组合开始
] 字元组合结束
{ 命令区块开始
} 命令区块结束
; 命令分隔号
' 单引号(不具变数置换的功能)
" 双引号(具置换的功能)
< 输入转向
> 输出转向
/ 路径分隔号
? 万用字元
! 管线逻辑意义上的 NOT
