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发信人: freeson (不奇), 信区: Linux
标  题: 什么是Shell?
发信站: 荔园晨风BBS站 (Tue Jun 19 20:13:02 2001), 转信

什么是Shell?

null Rick Rummel

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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<fivelines
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

5

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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