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linux下shell的工作原理

linux下shell的工作原理

作者:elc 来源: 时间:2017-06-26 访问次数:4155
shell是用户和Linux操作系统之间的接口。Linux中有多种shell,其中缺省使用的是Bash。本章讲述了shell的工作原理,shell的种类,shell的一般操作及Bash的特性。

shell是用户和Linux操作系统之间的接口。Linux中有多种shell,其中缺省使用的是Bash。本章讲述了shell的工作原理,shell的种类,shell的一般操作及Bash的特性。shell是用户和Linux操作系统之间的接口。Linux中有多种shell,其中缺省使用的是Bash。本章讲述了shell的工作原理,shell的种类,shell的一般操作及Bash的特性。

    什么是shell

    Linux系统的shell作为操作系统的外壳,为用户提供使用操作系统的接口。它是命令语言、命令解释程序及程序设计语言的统称。

    shell是用户和Linux内核之间的接口程序,如果把Linux内核想象成一个球体的中心,shell就是围绕内核的外层。当从shell或其他程序向Linux传递命令时,内核会做出相应的反应。

    shell是一个命令语言解释器,它拥有自己内建的shell命令集,shell也能被系统中其他应用程序所调用。用户在提示符下输入的命令都由shell先解释然后传给Linux核心。

    有一些命令,比如改变工作目录命令cd,是包含在shell内部的。还有一些命令,例如拷贝命令cp和移动命令rm,是存在于文件系统中某个目录下的单独的程序。对用户而言,不必关心一个命令是建立在shell内部还是一个单独的程序。

    shell首先检查命令是否是内部命令,若不是再检查是否是一个应用程序(这里的应用程序可以是Linux本身的实用程序,如ls和rm,也可以是购买的商业程序,如xv,或者是自由软件,如emacs)。然后shell在搜索路径里寻找这些应用程序(搜索路径就是一个能找到可执行程序的目录列表)。如果键入的命令不是一个内部命令并且在路径里没有找到这个可执行文件,将会显示一条错误信息。如果能够成功找到命令,该内部命令或应用程序将被分解为系统调用并传给Linux内核。

    shell的另一个重要特性是它自身就是一个解释型的程序设计语言,shell程序设计语言支持绝大多数在高级语言中能见到的程序元素,如函数、变量、数组和程序控制结构。shell编程语言简单易学,任何在提示符中能键入的命令都能放到一个可执行的shell程序中。

    当普通用户成功登录,系统将执行一个称为shell的程序。正是shell进程提供了命令行提示符。作为默认值(TurboLinux系统默认的shell是BASH),对普通用户用“$”作提示符,对超级用户(root)用“#”作提示符。

    一旦出现了shell提示符,就可以键入命令名称及命令所需要的参数。shell将执行这些命令。如果一条命令花费了很长的时间来运行,或者在屏幕上产生了大量的输出,可以从键盘上按ctrl+c发出中断信号来中断它(在正常结束之前,中止它的执行)。

    当用户准备结束登录对话进程时,可以键入logout命令、exit命令或文件结束符(EOF)(按ctrl+d实现),结束登录。

    我们来实习一下shell是如何工作的。

    $ make work

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

    $

    注释:make是系统中一个命令的名字,后面跟着命令参数。在接收到这个命令后,shell便执行它。本例中,由于输入的命令参数不正确,系统返回信息后停止该命令的执行。

    在例子中,shell会寻找名为make的程序,并以work为参数执行它。make是一个经常被用来编译大程序的程序,它以参数作为目标来进行编译。在 “make work”中,make编译的目标是work。因为make找不到以work为名字的目标,它便给出错误信息表示运行失败,用户又回到系统提示符下。

    另外,用户键入有关命令行后,如果shell找不到以其中的命令名为名字的程序,就会给出错误信息。例如,如果用户键入:

    $ myprog

    bash:myprog:command not found

    $

    可以看到,用户得到了一个没有找到该命令的错误信息。用户敲错命令后,系统一般会给出这样的错误信息。

    shell的种类

    Linux中的shell有多种类型,其中最常用的几种是Bourne shell(sh)、C shell(csh)和Korn shell(ksh)。三种shell各有优缺点。Bourne shell是UNIX最初使用的shell,并且在每种UNIX上都可以使用。Bourne shell在shell编程方面相当优秀,但在处理与用户的交互方面做得不如其他几种shell。Linux操作系统缺省的shell是Bourne Again shell,它是Bourne shell的扩展,简称Bash,与Bourne shell完全向后兼容,并且在Bourne shell的基础上增加、增强了很多特性。Bash放在/bin/bash中,它有许多特色,可以提供如命令补全、命令编辑和命令历史表等功能,它还包含了很多C shell和Korn shell中的优点,有灵活和强大的编程接口,同时又有很友好的用户界面。

    C shell是一种比Bourne shell更适于编程的shell,它的语法与C语言很相似。 Linux为喜欢使用C shell的人提供了Tcsh。Tcsh是C shell的一个扩展版本。Tcsh包括命令行编辑、可编程单词补全、拼写校正、历史命令替换、作业控制和类似C语言的语法,它不仅和Bash shell是提示符兼容,而且还提供比Bash shell更多的提示符参数。

    Korn shell集合了C shell和Bourne shell的优点并且和Bourne shell完全兼容。Linux系统提供了pdksh(ksh的扩展),它支持任务控制,可以在命令行上挂起、后台执行、唤醒或终止程序。

    Linux并没有冷落其他shell用户,还包括了一些流行的shell如ash、zsh等。每个shell都有它的用途,有些shell是有专利的,有些能从Internet网上或其他来源获得。要决定使用哪个shell,只需读一下各种shell的联机帮助,并试用一下。

    用户在登录到Linux时由/etc/passwd文件来决定要使用哪个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)。

    由于Bash是Linux上缺省的shell,本章主要介绍Bash及其相关知识。

    shell命令

    命令行c

    用户登录到Linux系统时,可以看到一个shell提示符,标识了命令行的开始。用户可以在提示符后面输入任何命令及参数。例如:

    $ date

    二 11 23 01:34:58 CST 1999

    $

    用户登录时,实际进入了shell,它遵循一定的语法将输入的命令加以解释并传给系统。命令行中输入的第一个字必须是一个命令的名字,第二个字是命令的选项或参数,命令行中的每个字必须由空格或TAB隔开,格式如下:

    $ Command Option Arguments

    1. 选项和参数

    选项是包括一个或多个字母的代码,它前面有一个减号(减号是必要的,Linux用它来区别选项和参数),选项可用于改变命令执行的动作的类型。例如:

    $ ls

    motd passwd

    $

    这是没有选项的ls命令,可列出当前目录中所有文件,只列出各个文件的名字,而不显示其他更多的信息。

    $ 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选项,将会为每个文件列出一行信息,诸如数据大小和数据最后被修改的时间。

    大多数命令都被设计为可以接纳参数。参数是在命令行中的选项之后键入的一个或多个单词,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

    $

    将显示text目录下的所有文件及其信息。

    有些命令,如ls可以带参数,而有一些命令可能需要一些最小数目的参数。例如,cp命令至少需要两个参数,如果参数的数目与命令要求不符,shell将会给出出错信息。例如:

    $ cp -i mydata newdata

    注意:命令行中选项先于参数输入。