Shell十三问

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(一) 为何叫做Shell？

我们知道计算机的运作不能离开硬件，但使用者却无法直接对硬件作驱动，硬件的驱动只能透过一个称为"操作系统(Operating System)"的软件来控管，事实上， 我们每天所谈的linux ， 严格来说只是一个操作系统， 我们称之为"核心(kernel)"。然而，从使用者的角度来说，使用者也没办法直接操作 kernel ，而是透过 kernel 的"外壳"程序，也就是所谓的 shell ，来与 kernel 沟通。这也正是 kernel 跟 shell 的形像命名关系。

从技术角度来说， shell 是一个使用者与系统的互动界面(interface)，主要是让使用者透过命令行(command line)来使用系统以完成工作。因此， shell 的最简单的定义就是---命令解译器(Command Interpreter)：

• 将使用者的命令翻译给核心处理，
• 同时，将核心处理结果翻译给使用者

每次当我们完成系统登入(log in)， 我们就取得一个互动模式的 shell ， 也称为 login shell或 primary shell。

若从进程(process)角度来说，我们在 shell 所下达的命令，均是 shell 所产生的子进程。这现像，我们暂可称之为 fork 。

如果是执行脚本(shell script)的话，脚本中的命令则是由另外一个非互动模式的子 shell(sub shell)来执行的。

也就是 primary shell 产生 sub shell 的进程， sub shell 再产生 script 中所有命令的进程。

(二) shell prompt(PS1) 与 Carriage Return(CR) 的关系？

当你成功登录进一个文字界面之后，大部份情形下，你会在荧幕上看到一个不断闪烁的方块或底线(视不同版本而别)，我们称之为游标(coursor)。

游标的作用就是告诉你接下来你从键盘输入的按键所插入的位置，且每输如一键游标便向右边移动一个格子，若连续输入太多的话，则自动接在下一行输入。

假如你刚完成登录还没输入任何按键之前，你所看到的游标所在位置的同一行的左边部份，我们称之为提示符号(prompt)。

提示符号的格式或因不同系统版本而各有不同，在 Linux 上，只需留意最接近游标的一个可见的提示符号，通常是如下两者之一：

$：给一般使用者帐号使用

#：给 root (管理员)帐号使用

事实上， shell prompt 的意思很简单：

• 是 shell 告诉使用者：您现在可以输入命令行了。

我们可以说，使用者只有在得到 shell prompt 才能打命令行，而 cursor 是指示键盘在命令行所输入的位置，使用者每输入一个键， cursor 就往后移动一格，直到碰到命令行读进 CR(Carriage Return，由 Enter 键产生)字符为止。

CR 的意思也很简单：

• 是使用者告诉 shell：老兄你可以执行我的命令行了。

严格来说，所谓的命令行，就是在 shell prompt 与 CR 字符之间所输入的文字。

系统可接受的命令名称(command-name)可以从如下途径获得：

• 明确路径所指定的外部命令
• 命令别名(alias)
• 自定功能(function)
• shell 内建命令(built-in)
• $PATH 之下的外部命令

每一个命令行均必须含用命令名称，这是不能缺少的。

echo知多少？

echo 是一个非常简单、直接的 Linux 命令：

将 argument 送出至标准输出(STDOUT)，通常就是在监视器(monitor)上输出。

先运行一下echo命令：

$ echo

$

会发现只有一个空白行，然后又回到 shell prompt 上了。

这是因为 echo 在预设上，在显示完 argument 之后，还会送出一个换行符号(new-line

charactor)。

但是上面的 command 并没任何的 argument ，那结果就只剩一个换行符号了...

若你要取消这个换行符号，可利用 echo 的 -n option ：

$ echo -n

$

要想看看 echo 的 argument ，可试试如下的输入：

$ echo hello

hello

$ echo -n hello

hello$

上两个 echo 命令中，你会发现 argument 的部份显示在你的荧幕，而换行符号则视 -n option 而定。

很明显的，第二个 echo 由于换行符号被取消了，接下来的 shell prompt 就接在输出结果同

一行了。

事实上， echo 除了 -n options 之外，常用选项还有：

-e ：启用反斜线控制字符的转换

-E：关闭反斜线控制字符的转换

-n ：取消行末之换行符号

关于 echo 命令所支持的反斜线控制字符如下表：

\a： ALERT / BELL (从系统喇叭送出铃声)

\b： BACKSPACE ，也就是向左删除键

\c：取消行末之换行符号

\E： ESCAPE，跳脱键

\f： FORMFEED，换页字符

\n： NEWLINE，换行字符

\r： RETURN，回车键

\t： TAB，表格跳位键

\v： VERTICAL TAB，垂直表格跳位键

\n： ASCII 八进位编码(以 x 开首为十六进制)

\\：反斜线本身

(四) " "和‘ ’的区别？

经过前面两章的学习，应该很清楚当你在 shell prompt 后面敲打键盘、直到按下 Enter 的时

候，你输入的文字就是 command line 了，然后 shell 才会以行程的方式执行你所交给它的命令。

但是，在 command line 输入的每一个文字，对 shell 来说，是有类别之分的！

简单而言， command line 的每一个 charactor ，分为如下两种：

• literal：也就是普通纯文字，对 shell 来说没特殊功能。
• meta：对 shell 来说，具有特定功能的特殊保留字符。

Literal 没甚么好谈的，凡举 abcd、 123456 这些"文字"都是 literal ，但 meta 却常使我们困惑。

事实上，前两章我们在 command line 中已碰到两个机乎每次都会碰到的 meta ：

• IFS：由 <space> 或 <tab> 或 <enter> 三者之一组成(我们常用 space )。
• CR：由 <enter> 产生。

IFS 是用来拆解 command line 的每一个词(word)用的，因为 shell command line 是按词来处理的。

而 CR 则是用来结束 command line 用的，这也是为何我们敲 命令就会跑的原因。

除了 IFS 与 CR ，常用的 meta 还有：

= 	： 设定变量。

$ 	： 作变量或运算替换(请不要与 shell prompt 搞混了)。

>   ：重导向 stdout。

< 	：重导向 stdin。

|	：命令管线。

& 	：重导向 file descriptor ，或将命令置于背境执行。

( )	：将其内的命令置于 nested subshell 执行，或用于运算或命令替换。

{ }	：将其内的命令置于 non-named function 中执行，或用在变量替换的界定范围。

; 	：在前一个命令结束时，而忽略其返回值，继续执行下一个命令。

&& 	：在前一个命令结束时，若返回值为 true，继续执行下一个命令。

|| 	：在前一个命令结束时，若返回值为 false，继续执行下一个命令。

!	：执行 history 列表中的命令

假如我们需要在 command line 中将这些保留字符的功能关闭的话，就需要 quoting 处理了。在 bash 中，常用的 quoting 有如下三种方法：

• hard quote： ' ' (单引号)，凡在 hard quote 中的所有 meta 均被关闭。
• soft quote： " " (双引号)，在 soft quoe 中大部份 meta 都会被关闭，但某些则保留(如$ )。
• escape ： \ (反斜线)，只有紧接在 escape (跳脱字符)之后的单一 meta 才被关闭。

下面的例子将有助于我们对 quoting 的了解：

$ A=B C # 空格键未被关掉，作为 IFS 处理。

$ C: command not found.

$ echo $A

$

$ A="B C" # 空格键已被关掉，仅作为空格键处理。

$ echo $A

B C

在第一次设定 A 变量时，由于空格键没被关闭， command line 将被解读为：

• A=B 然后碰到<IFS>，再执行 C 命令。在第二次设定 A 变量时，由于空格键被置于 soft quote 中，因此被关闭，不再作为 IFS ：
• A=B<space>C

空格键无论在 soft quote 还是在 hard quote 中，均会被关闭。 Enter 键亦然。