Shell十三問

轉載於網路，稍加整理。

(一) 為何叫做Shell？

我們知道電腦的運作不能離開硬體，但使用者卻無法直接對硬體作驅動，硬體的驅動只能透過一個稱為"操作系統(Operating System)"的軟體來控管，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"程式，也就是所謂的 shell ，來與 kernel 溝通。這也正是 kernel 跟 shell 的形像命名關係。

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---命令解譯器(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。
若從進程(process)角度來說，我們在 shell 所下達的命令，均是 shell 所產生的子進程。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 的進程， sub shell 再產生 script 中所有命令的進程。

(二) shell prompt(PS1) 與 Carriage Return(CR) 的關係？

當你成功登錄進一個文字界面之後，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(coursor)。
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，且每輸如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 就往後移動一格，直到碰到命令行讀進 CR(Carriage Return，由 Enter 鍵產生)字元為止。
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行了。

嚴格來說，所謂的命令行，就是在 shell prompt 與 CR 字元之間所輸入的文字。

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 內建命令(built-in)
• $PATH 之下的外部命令

每一個命令行均必須含用命令名稱，這是不能缺少的。

echo知多少？

echo 是一個非常簡單、直接的 Linux 命令：
將 argument 送出至標準輸出(STDOUT)，通常就是在監視器(monitor)上輸出。

先運行一下echo命令：

$ echo

$

會發現只有一個空白行，然後又回到 shell prompt 上了。
這是因為 echo 在預設上，在顯示完 argument 之後，還會送出一個換行符號(new-line
charactor)。
但是上面的 command 並沒任何的 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
$

要想看看 echo 的 argument ，可試試如下的輸入：

$ echo hello
hello
$ echo -n hello
hello$

上兩個 echo 命令中，你會發現 argument 的部份顯示在你的熒幕，而換行符號則視 -n option 而定。
很明顯的，第二個 echo 由於換行符號被取消了，接下來的 shell prompt 就接在輸出結果同
一行了。

事實上， echo 除了 -n options 之外，常用選項還有：

-e ：啟用反斜線控制字元的轉換
-E：關閉反斜線控制字元的轉換
-n ：取消行末之換行符號

關於 echo 命令所支持的反斜線控制字元如下表：

\a： ALERT / BELL (從系統喇叭送出鈴聲)
\b： BACKSPACE ，也就是向左刪除鍵
\c：取消行末之換行符號
\E： ESCAPE，跳脫鍵
\f： FORMFEED，換頁字元
\n： NEWLINE，換行字元
\r： RETURN，回車鍵
\t： TAB，表格跳位鍵
\v： VERTICAL TAB，垂直表格跳位鍵
\n： ASCII 八進位編碼(以 x 開首為十六進位)
\\：反斜線本身

(四) " "和‘ ’的區別？

經過前面兩章的學習，應該很清楚當你在 shell prompt 後面敲打鍵盤、直到按下 Enter 的時
候，你輸入的文字就是 command line 了，然後 shell 才會以行程的方式執行你所交給它的命令。
但是，在 command line 輸入的每一個文字，對 shell 來說，是有類別之分的！
簡單而言， command line 的每一個 charactor ，分為如下兩種：

• literal：也就是普通純文字，對 shell 來說沒特殊功能。
• meta：對 shell 來說，具有特定功能的特殊保留字元。

Literal 沒甚麼好談的，凡舉 abcd、 123456 這些"文字"都是 literal ，但 meta 卻常使我們困惑。
事實上，前兩章我們在 command line 中已碰到兩個機乎每次都會碰到的 meta ：

• IFS：由 <space> 或 <tab> 或 <enter> 三者之一組成(我們常用 space )。
• CR：由 <enter> 產生。

IFS 是用來拆解 command line 的每一個詞(word)用的，因為 shell command line 是按詞來處理的。
而 CR 則是用來結束 command line 用的，這也是為何我們敲

=   ： 設定變數。
$   ： 作變數或運算替換(請不要與 shell prompt 搞混了)。
>   ：重導向 stdout。
<   ：重導向 stdin。
|   ：命令管線。
&   ：重導向 file descriptor ，或將命令置於背境執行。
( ) ：將其內的命令置於 nested subshell 執行，或用於運算或命令替換。
{ } ：將其內的命令置於 non-named function 中執行，或用在變數替換的界定範圍。
;   ：在前一個命令結束時，而忽略其返回值，繼續執行下一個命令。
&&  ：在前一個命令結束時，若返回值為 true，繼續執行下一個命令。
||  ：在前一個命令結束時，若返回值為 false，繼續執行下一個命令。
!   ：執行 history 列表中的命令

假如我們需要在 command line 中將這些保留字元的功能關閉的話，就需要 quoting 處理了。在 bash 中，常用的 quoting 有如下三種方法：

• hard quote：' ' (單引號)，凡在 hard quote 中的所有 meta 均被關閉。
• soft quote： " "(雙引號)，在 soft quoe 中大部份 meta 都會被關閉，但某些則保留(如$ )。
• escape ： \ (反斜線)，只有緊接在 escape (跳脫字元)之後的單一 meta 才被關閉。

下麵的例子將有助於我們對 quoting 的瞭解：

$ A=B C # 空格鍵未被關掉，作為 IFS 處理。
$ C: command not found.
$ echo $A
$
$ A="B C" # 空格鍵已被關掉，僅作為空格鍵處理。
$ echo $A
B C

在第一次設定 A 變數時，由於空格鍵沒被關閉， command line 將被解讀為：

• A=B 然後碰到<IFS>，再執行 C 命令。在第二次設定 A 變數時，由於空格鍵被置於 soft quote 中，因此被關閉，不再作為 IFS ：
• A=B<space>C

空格鍵無論在 soft quote 還是在 hard quote 中，均會被關閉。 Enter 鍵亦然。