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分类: LINUX

2016-05-18 13:18:04

关于第一个问题,什么是shell

作者:Rick Rummel 


介绍 
你可以做许多事情而不必知道它们实际上如何运作。比如,你不必懂得发动机燃烧的物理原理就可以开汽车。缺乏电子知识也不会阻止 
你用CD机听音乐。不知道什么是Shell和它的工作原理,你还是可以使用UNIX。但是,知道这些你可以更好地利用UNIX。 
一个UNIX系统有三种具有代表性的Shell可用:Bourne 
shell,Korn shell,C shells。它们会在11,12,13章讨论。在这一章中,你会学到: 

什么是Shell 
Shell可以为你做什么 
Shell和整个系统的关系 



内核与Shell 


坚果的壳保护其内部的核,同样一个UNIX 
shell提供一个外设的保护层。当你启动一台基于UNIX的计算机时,UNIX的程序被调入计算机的内存里,直到你关机。这个程序叫做内 
核(kernel),它执行许多底级和系统级的工作。内核有责任解释基本指令并将其送到处理器。内核也负责运行和调度进程,以及执行所 
有的输入输出。内核是UNIX系统的心脏,内核有且只有一个。 

你也许对内核职责的关键性有点迷惑,而内核指令同样的复杂和高技术性。为了对用户屏蔽内核的复杂性,也为了保护内核以免用户误操 
作造成损害,在内核的周围建了一个外壳(shell)。用户向shell提出请求,shell解释并将请求传给内核。这一节剩下的部分解释这个外层 
是如何建立的。 

一旦内核调入内存,他就准备执行用户的请求。然而,用户首先得连接登录,然后发出请求。不管怎样,用户登录,内核必须知道用户是 
谁以及如何与他通话。为了做到这点,内核调用两个特殊的程序,getty和login.对应每个用户的登录点--通常称为一个tty--内核调用 
getty程序。这个过程被称为spawning(spawn原意是产卵)。getty显示一个登录提示,接着不断地监视通话点等待用户名的输入。当 
getty取得任何输入时,它便调用login程序。login建立用户的身份并验证他登录的权利。login程序检查password(密码)文件。如果用 
户输入的密码不正确,控制将从登录点返回到getty。如果正确,login调用password文件里用户条目中所记录的程序并将控制交给它。这 
个程序也许是一个字处理软件或者是电子表格程序,不过一般是被称为shell的程序。 

假设有四个用户已经登录进系统。这四个用户中,有两个正使用Bourne shell,一个使用Korn 
shell,还有一个使用电子表格程序。每一个用户都得到一份shell的拷贝以服务它的请求,但是内核只有一个。使用shell不会阻碍用户使用 
电子表格或别的程序,但那些程序是运行在活动的shell下的。shell是一个单一用户专用的程序,它在用户和UNIX内核之间提供了一个界 
面。 

你不必一定要使用shell来存取UNIX。上面的例子中,有个用户使用电子表格取代了shell。当这个用户登录进来时,电子表格程序启动。 
当它退出电子表格程序时,他也就退出了系统。当强调安全性或者希望将用户与任何UNIX的界面屏蔽开时,这个技术挺有用。缺点是用 
户不能使用mail或其他UNIX的功能。 

因为login后可以执行任何程序--shell只是简单的一个程序--你就有可能编写自己的shell。事实上,三个独立开发的shell已经成为UNIX 
标准的一部分。它们是: 


Bourne shell,由Stephen Bourne开发 
Korn shell,由David Korn开发 
C shell,由Bill Joy开发 

shell的多样性使你可以选择最适合你或者你感到最亲近的界面。 



shell的功能 



不过你选择哪个标准的shell并没有多大关系,因为三个shell都有相同的目的:在UNIX下为用户提供一个界面。为了达到这个目标,三个 
shell都提供了相同的基本功能: 


命令行解释功能 
启动程序 
输入输出重定向 
管道连接 
文件名置换 
变量维护 
环境控制 
shell编程 


命令行解释 



当你登录进来,启动一个交互式的shell时,你会看到一个shell提示,通常是$,%或者#符号的形式。当你在提示符下敲进一行字符后, 
shell就试图解释它。shell提示符下的输入有时被称为一个命令行。命令行的基本格式是 
command arguments 
命令名 参数(一个或多个)) 

command(命令)是可执行的UNIX命令,程序,实用工具,或shell程序。arguments(参数)被传递给执行程序。大多数的UNIX实 
用程序要求参数有以下的格式: 
option filenames 
选项 文件名(一个或多个)) 

举个例子,在命令行下有 

$ ls -l 
file1 file2 

在这个命令行中有三个参数传递给ls,第一个是个选项,剩下的两个是文件名。shell为内核所做的事情之一是减少不需要的信息。对于计 
算机,空白(whit-espace)是一类无用信息;因此,有必要知道shell在遇到空白时做了些什么。空白由空格,水平制表符和换行符组成。 
考虑这个例子: 

$ echo part A part B part C 

part A part B part C 

这儿将命令行解释为有六个参数的echo命令并删除了参数之间的空白。假设如果你正在打印报告头想保留空白,你就得用引号将数据括起 
来就象下面所示: 

$echo part A part B part C 

part A part B part C 

单引号阻止shell检查引号里面。现在shell将这一行解释为带一个参数的echo命令,而这个参数正好是包含空白的字符串。 

  

启动程序 


当shell解释完命令行后,它就启动命令行中要求的程序。实际是内核执行这个程序。为了启动程序执行,shell在PATH环境变量指定的目 
录中搜索可执行文件。当它找到这个文件,就启动一个子shell来运行程序。你应该知道子shell不必影响它父亲的环境设置而建立和操纵自 
己的环境。比如一个子shell可以改变它的工作目录,当它运行完后,其父shell的工作目录仍保持不变。 

  

输入输出重定向 



shell在执行程序前进行重定向。考虑下面两个例子,其中使用wc单词统计工具统计有五行的数据文件: 

$wc -l fivelines 

5 fivelines 

$wc -l 5 

这里有一点微小的差异。在第一个例子中,wc知道它应该出去寻找名为fivelines的文件并对其进行操作。因为wc知道文件名,所以它将其 
显示给用户。在第二个例子中,wc仅看到数据而不知道这些数据从那里来,因为shell做了定位和重定向数据到wc的工作,也因此wc无法 
显示文件名。 

  

管道连接 

  管道是输入输出重定向的特例,它将一个命令的输出直接连到另一个命令的输入,因此管道也是在调用程序前建立的。考虑下面的命 
令行: 

$who|wc -l 



shell没将who的输出显示到屏幕上,而是定向到wc的输入。 

  

文件名置换 

  


shell有责任进行文件名的替换。shell在执行程序前做替换。举个例子: 

$echo 


file1 file2 file3 file3x file4 

这儿,星号被扩展为五个文件名,并被传递给echo作为五个参数。如果你想显示一个星号,你应该用引号将它括起来。 

    

变量维护 

   

shell有能力进行变量维护。变量是存储数据为将来所用的场所。用等号(=)可以给变量赋值。 

$LOOKUP=/usr/mydir 

在这里,shell建立一个LOOKUP变量,并将/usr/mydir赋给它。稍后,你可以在命令行上通过在变量名之前加$符号来使用变量值。考虑 
这些例子: 

$echo $LOOKUP 

/usr/mydir 

$echo LOOKUP 

LOOKUP 



C-shell的用户应该注意:C-shell中的赋值不同于Bourne和Korn 
shell。C-shell使用set命令进行赋值。 

$set LOOKUP = 
/usr/mydir 

注意在等号两边要加空格。 



就象文件名的置换一样,变量名的置换也是在调用程序前进行。第二个例子省略了$符号。因此,shell只是简单地将字符串传递给echo作 
参数。在变量替换中,变量的值取代了变量名。例如在: 

$ls $LOOKUP/filename 

用/usr/mydir/filename做参数调用ls。   

环境控制 


当login程序调用你的shell时,shell对你的环境进行设置,其中包括你的home(家)目录,你使用的终端类型以及用来搜索可执行文件的 
路径。环境被存储在环境变量中。举个例子,要改变终端类型,你需要改变TERM变量中的值,就象下面所示的: 

$echo $TERM 

vt 100 

$TERM=ansi 

$echo $TERM 

ansi 



注意在C-shell中,给环境变量赋值使用setenv命令。 

%setenv TERM 
vt100 



shell编程 

  


你已经看到shell可以用来解释命令行,维护变量,执行程序。另外shell还是一种编程语言。通过使用流程控制和条件判断来组合命令与变 
量赋值,你就拥有了一个有力的编程工具。使用shell作为一门编程语言,你可以使重复的任务自动化,写报告,甚至你可以建立和操纵自 
己的数据文件。
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