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Linux系統中bash shell編程的10個基礎問題講解

2020-07-27 19:03:02
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供稿:網友

第1問:為何叫做shell?
在介紹 shell 是什么東西之前,不妨讓我們重新審視使用者與電腦的關系。我們知道電腦的運作不能離開硬件,但使用者卻無法直接對硬件作驅動,硬件的驅動只能透過一個稱為“操作系統(Operating System)”的軟件來控管,事實上,我們每天所談的linux,嚴格來說只是一個操作系統,我們稱之為“核心(kernel)”。然而,從使用者的角度來說,使用者也沒辦法直接操作kernel,而是透過kernel的“外殼”程序,也就是所謂的shell,來與kernel溝通。
這也正是kernel跟shell的形像命名關系。

從技術角度來說,shell是一個使用者與系統的互動界面(interface),主要是讓使用者透過命令行(command line)來使用系統以完成工作。因此,shell的最簡單的定義就是---命令解釋器(Command Interpreter):

  • 將使用者的命令翻譯給核心處理,
  • 同時,將核心處理結果翻譯給使用者。

每次當我們完成系統登入(log in),我們就取得一個互動模式的shell,也稱為login shell或primary shell。若從行程(process)角度來說,我們在shell所下達的命令,均是shell所產生的子行程。這現像,我們暫可稱之為fork。如果是執行腳本(shell script)的話,腳本中的命令則是由另外一個非互動模式的子shell(sub shell)來執行的。也就是primary shell產生sub shell的行程,sub shell再產生script中所有命令的行程。(關于行程,我們日后有機會再補充。)

這里,我們必須知道:kernel與shell是不同的兩套軟件,而且都是可以被替換的:

  • 不同的操作系統使用不同的kernel,
  • 而在同一個kernel之上,也可使用不同的shell。

在linux的預設系統中,通常都可以找到好幾種不同的shell,且通常會被列于如下檔案里:

/etc/shells
不同的shell有著不同的功能,且也彼此各異、或說“大同小異”。常見的shell主要分為兩大主流:
sh:

  • burne shell(sh)
  • burne again shell(bash)

csh:

  • c shell(csh)
  • tc shell(tcsh)
  • korn shell(ksh)

大部份的Linux系統的預設shell都是bash,其原因大致如下兩點:

  • 自由軟件
  • 功能強大

bash是gnu project最成功的產品之一,自推出以來深受廣大Unix用戶喜愛,且也逐漸成為不少組織的系統標準。

第2問:shell prompt(PS1)與 Carriage Return(CR)的關系?
當你成功登錄進一個文字界面之后,大部份情形下,你會在熒幕上看到一個不斷閃爍的方塊或底線(視不同版本而別),我們稱之為游標(cursor)。游標的作用就是告訴你接下來你從鍵盤輸入的按鍵所插入的位置,且每輸入一鍵游標便向右邊移動一個格子,若連續輸入太多的話,則自動接在下一行輸入。假如你剛完成登錄還沒輸入任何按鍵之前,你所看到的游標所在位置的同一行的左邊部份,我們稱之為提示符號(prompt)。提示符號的格式或因不同系統版本而各有不同,在Linux上,只需留意最接近游標的一個可見的提示符號,通常是如下兩者之一:

  • $:給一般使用者帳號使用
  • #:給root(管理員)帳號使用

事實上,shell prompt的意思很簡單:是shell告訴使用者:您現在可以輸入命令行了。我們可以說,使用者只有在得到shell prompt才能打命令行,而cursor是指示鍵盤在命令行所輸入的位置,使用者每輸入一個鍵,cursor就往后移動一格,直到碰到命令行讀進CR(Carriage Return,由Enter鍵產生)字符為止。CR的意思也很簡單:是使用者告訴shell:老兄你可以執行我的命令了。

嚴格來說:所謂的命令行,就是在shell prompt與CR字符之間所輸入的文字。(思考:為何我們這里堅持使用CR字符而不說Enter鍵呢?答案在后面的學習中揭曉。)不同的命令可接受的命令行格式或有不同,一般情況下,一個標準的命令行格式為如下所列:

command-name options argument
若從技術細節來看,shell會依據IFS(Internal Field Seperator)將command line所輸入的文字給拆解為“字段”(word)。然后再針對特殊字符(meta)先作處理,最后再重組整行command line。(注意:請務必理解上兩句話的意思,我們日后的學習中會常回到這里思考。)

其中的IFS是shell預設使用的字段分隔符號,可以由一個及多個如下按鍵組成:

  • 空白鍵(White Space)
  • 表格鍵(Tab)
  • 回車鍵(Enter)

系統可接受的命令名稱(command-name)可以從如下途徑獲得:

明確路徑所指定的外部命令

  • 命令別名(alias)
  • 自定功能(function)
  • shell內置命令(built-in)
  • $PATH之下的外部命令

每一個命令行均必需含用命令名稱,這是不能缺少的。

第3問:別人echo、你也echo,是問echo知多少?
承接上一章所介紹的command line,這里我們用echo這個命令加以進一步說明。溫習---標準的command line包含三個部件:

command_name option argument
echo是一個非常簡單、直接的Linux命令:將argument送出至標準輸出(STDOUT),通常就是在顯示器(monitor)上輸出。(注:stdout我們日后有機會再解說)。為了更好理解,不如先讓我們先跑一下echo命令好了:

$ echo
你會發現只有一個空白行,然后又回到shell prompt上了。這是因為echo在預設上,在顯示完argument之后,還會送出一個換行符號(new-line charactor)。但是上面的command并沒任何的argument,那結果就只剩一個換行符號了…

若你要取消這個換行符號,可利用echo的-n option:

$ echo -n
不妨讓我們回到command line的概念上來討論上例的echo命令好了:command line只有command_name(echo)及option(-n),并沒有任何argument。

要想看看echo的argument,那還不簡單

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