徐健顺 将进酒 吟诵:Linux主要shell命令详解

Linux主要shell命令详解2007年04月25日 星期三 下午 01:37shell是用户和Linux操作系统之间的接口。Linux中有多种shell，其中缺省使用的是Bash。
本章讲述了:
shell的工作原理，
shell的种类，
shell的一般操作,
Bash的特性。



(一) 什么是shell

Linux系统的shell作为操作系统的外壳，为用户提供使用操作系统的接口。它是命令语言、命令解释程序及程序设计语言的统称。

shell是用户和Linux内核之间的接口程序，如果把Linux内核想象成一个球体的中心，shell就是围绕内核的外层。当从shell或其他程序向Linux传递命令时，内核会做出相应的反应。

shell是一个命令语言解释器，它拥有自己内建的shell命令集，shell也能被系统中其他应用程序所调用。用户在提示符下输入的命令都由shell先解释然后传给Linux核心。

有一些命令，比如改变工作目录命令cd，是包含在shell内部的。还有一些命令，例如拷贝命令cp和移动命令rm，是存在于文件系统中某个目录下的单独的程序。对用户而言，不必关心一个命令是建立在shell内部还是一个单独的程序。

shell 首先检查命令是否是内部命令，若不是再检查是否是一个应用程序（这里的应用程序可以是Linux本身的实用程序，如ls和rm，也可以是购买的商业程序，如xv，或者是自由软件，如emacs）。然后shell在搜索路径里寻找这些应用程序（搜索路径就是一个能找到可执行程序的目录列表）。如果键入的命令不是一个内部命令并且在路径里没有找到这个可执行文件，将会显示一条错误信息。如果能够成功找到命令，该内部命令或应用程序将被分解为系统调用并传给 Linux内核。

shell的另一个重要特性是它自身就是一个解释型的程序设计语言，shell程序设计语言支持绝大多数在高级语言中能见到的程序元素，如函数、变量、数组和程序控制结构。shell编程语言简单易学，任何在提示符中能键入的命令都能放到一个可执行的shell程序中。

当普通用户成功登录，系统将执行一个称为shell的程序。正是shell进程提供了命令行提示符。作为默认值（TurboLinux系统默认的shell是BASH），对普通用户用“$”作提示符，对超级用户（root）用“#”作提示符。

一旦出现了shell提示符，就可以键入命令名称及命令所需要的参数。shell将执行这些命令。如果一条命令花费了很长的时间来运行，或者在屏幕上产生了大量的输出，可以从键盘上按ctrl+c发出中断信号来中断它（在正常结束之前，中止它的执行）。

当用户准备结束登录对话进程时，可以键入logout命令、exit命令或文件结束符（EOF）（按ctrl+d实现），结束登录。




（二） shell的种类

Linux 中的shell有多种类型，其中最常用的几种是Bourne shell（sh）、C shell（csh）和Korn shell（ksh）。三种shell各有优缺点。Bourne shell是UNIX最初使用的shell，并且在每种UNIX上都可以使用。Bourne shell在shell编程方面相当优秀，但在处理与用户的交互方面做得不如其他几种shell。Linux操作系统缺省的shell是Bourne Again shell，它是Bourne shell的扩展，简称Bash，与Bourne shell完全向后兼容，并且在Bourne shell的基础上增加、增强了很多特性。Bash放在/bin/bash中，它有许多特色，可以提供如命令补全、命令编辑和命令历史表等功能，它还包含了很多C shell和Korn shell中的优点，有灵活和强大的编程接口，同时又有很友好的用户界面。

C shell是一种比Bourne shell更适于编程的shell，它的语法与C语言很相似。 Linux为喜欢使用C shell的人提供了Tcsh。Tcsh是C shell的一个扩展版本。Tcsh包括命令行编辑、可编程单词补全、拼写校正、历史命令替换、作业控制和类似C语言的语法，它不仅和Bash shell是提示符兼容，而且还提供比Bash shell更多的提示符参数。

Korn shell集合了C shell和Bourne shell的优点并且和Bourne shell完全兼容。Linux系统提供了pdksh（ksh的扩展），它支持任务控制，可以在命令行上挂起、后台执行、唤醒或终止程序。

Linux 并没有冷落其他shell用户，还包括了一些流行的shell如ash、zsh等。每个shell都有它的用途，有些shell是有专利的，有些能从 Internet网上或其他来源获得。要决定使用哪个shell，只需读一下各种shell的联机帮助，并试用一下。

用户在登录到Linux时由/etc/passwd文件来决定要使用哪个shell。例如：

# fgrep lisa /etc/passwd

lisa:x:500:500:TurboLinux User:/home/lisa:/bin/bash

shell被列每行的末尾（/bin/bash）。

由于Bash是Linux上缺省的shell，本章主要介绍Bash及其相关知识。



(三) shell命令

<1>命令行c

用户登录到Linux系统时，可以看到一个shell提示符，标识了命令行的开始。用户可以在提示符后面输入任何命令及参数。例如：

$ date

二 11 23 01:34:58 CST 1999

$

用户登录时，实际进入了shell，它遵循一定的语法将输入的命令加以解释并传给系统。命令行中输入的第一个字必须是一个命令的名字，第二个字是命令的选项或参数，命令行中的每个字必须由空格或TAB隔开，格式如下：

$ Command Option Arguments

1. 选项和参数

选项是包括一个或多个字母的代码，它前面有一个减号（减号是必要的，Linux用它来区别选项和参数），选项可用于改变命令执行的动作的类型。例如：


大多数命令都被设计为可以接纳参数。参数是在命令行中的选项之后键入的一个或多个单词，例如：

$ ls -l text

-rw-r--r-- 2 wzh book 22 Apr 20 20:37 motd

-rw-r--r-- 2 wzh book 796 Apr 20 20:37 passwd

$

将显示text目录下的所有文件及其信息。

有些命令，如ls可以带参数，而有一些命令可能需要一些最小数目的参数。例如，cp命令至少需要两个参数，如果参数的数目与命令要求不符，shell将会给出出错信息。例如：

$ cp -i mydata newdata

注意：命令行中选项先于参数输入。


2. 命令行特征

命令行实际上是可以编辑的一个文本缓冲区，在按回车之前，可以对输入的文本进行编辑。比如利用BACKSPACE键可以删除刚键入的字符，可以进行整行删除，还可以插入字符，使得用户在输入命令，尤其是复杂命令时，若出现键入错误，无须重新输入整个命令，只要利用编辑操作，即可改正错误。

利用上箭头可以重新显示刚执行的命令，利用这一功能可以重复执行以前执行过的命令，而无须重新键入该命令。

bash 保存着以前键入过的命令的列表，这一列表被称为命令历史表。按动上箭头，便可以在命令行上逐次显示各条命令。同样，按动下箭头可以在命令列表中向下移动，这样可以将以前的各条命令显示在命令行上，用户可以修改并执行这些命令。这一特征将在10.4节中进行详细的论述。

在一个命令行中还可以置入多个命令，用分号将各个命令隔开。例如：

$ ls -F;cp -i mydata newdata

也可以在几个命令行中输入一个命令，用反斜杠将一个命令行持续到下一行。



<2>shell中的特殊字符

shell中除使用普通字符外，还可以使用一些具有特殊含义和功能的特殊字符。在使用它们时应注意其特殊的含义和作用范围。下面分别对这些特殊字符加以介绍。

1. 通配符

通配符用于模式匹配，如文件名匹配、路经名搜索、字符串查找等。常用的通配符有*、?和括在方括号［ ］中的字符序列。用户可以在作为命令参数的文件名中包含这些通配符，构成一个所谓的“模式串”，在执行过程中进行模式匹配。

* 代表任何字符串（长度可以不等），例如：“f*”匹配以f打头的任意字符串。但应注意，文件名前的圆点（.）和路经名中的斜线（/）必须显式匹配。例如“*”不能匹配.file，而“.*”才可以匹配.file。

代表任何单个字符。

［］代表指定的一个字符范围，只要文件名中［］位置处的字符在［］中指定的范围之内，那么这个文件名就与这个模式串匹配。方括号中的字符范围可以由直接给出的字符组成，也可以由表示限定范围的起始字符、终止字符及中间的连字符（-）组成。例如，f ［a- d］ 与f ［abcd］的作用相同。Shell将把与命令行中指定的模式串相匹配的所有文件名都作为命令的参数，形成最终的命令，然后再执行这个命令。


特别需要注意的是，连字符“-”仅在方括号内有效，表示字符范围，如在方括号外面就成为普通字符了。而*和?只在方括号外面是通配符，若出现在方括号之内，它们也失去通配符的能力，成为普通字符了。例如，模式“- a［*?］abc”中只有一对方括号是通配符，*和?均为普通字符，因此，它匹配的字符串只能是- a*abc和- a?abc。

最后说明一下使用通配符时需要注意的一些问题。由于*、?和［］对于shell来说具有比较特殊的意义，因此在正常的文件名中不应出现这些字符。特别是在目录名中不要出现它们，否则Shell匹配起来可能会无穷的递归下去。另外要注意的一点是：如果目录中没有与指定的模式串相匹配的文件名，那么Shell将使用此模式串本身作为参数传给有关命令。这可能就是命令中出现特殊字符的原因所在。


2. 引号

在shell中引号分为三种：单引号，双引号和反引号。

* 单引号 ‘

由单引号括起来的字符都作为普通字符出现。特殊字符用单引号括起来以后，也会失去原有意义，而只作为普通字符解释。例如：

$ string=’$PATH’

$ echo $string

$PATH

可见$保持了其本身的含义，作为普通字符出现。


* 双引号 “

由双引号括起来的字符，除$、\、’、和”这几个字符仍是特殊字符并保留其特殊功能外，其余字符仍作为普通字符对待。
对于$来说，就是用其后指定的变量的值来代替这个变量和$；对于\而言，是转义字符，它告诉shell不要对其后面的那个字符进行特殊处理，只当作普通字符即可。


* 反引号 `

反引号（`）这个字符所对应的键一般位于键盘的左上角，不要将其同单引号（’）混淆。反引号括起来的字符串被shell解释为命令行，在执行时，shell首先执行该命令行，并以它的标准输出结果取代整个反引号（包括两个反引号）部分。


<3> 注释符

在shell编程中经常要对某些正文行进行注释，以增加程序的可读性。在Shell中以字符“#”开头的正文行表示注释行。

此外还有一些特殊字符如：用于输入/输出重定向与管道的<、>、<<、>>和|；执行后台命令的&；命令执行操作符&&和||及表示命令组的{}将在下面各小节中加以介绍。

标准输入/输出和重定向

1. 标准输入与输出

我们知道，执行一个shell命令行时通常会自动打开三个标准文件，即标准输入文件（stdin），通常对应终端的键盘；标准输出文件（stdout）和标准错误输出文件（stderr），这两个文件都对应终端的屏幕。进程将从标准输入文件中得到输入数据，将正常输出数据输出到标准输出文件，而将错误信息送到标准错误文件中。

我们以cat命令为例，cat命令的功能是从命令行给出的文件中读取数据，并将这些数据直接送到标准输出。若使用如下命令：

$ cat config

将会把文件config的内容依次显示到屏幕上。但是，如果cat的命令行中没有参数，它就会从标准输入中读取数据，并将其送到标准输出。例如：

用户输入的每一行都立刻被cat命令输出到屏幕上。

另一个例子，命令sort按行读入文件正文（当命令行中没有给出文件名时，表示从标准输入读入），将其排序，并将结果送到标准输出。下面的例子是从标准输入读入一个采购单，并将其排序。

$ sort

bananas

carrots

apples



apples

bananas

carrots

$

这时我们在屏幕上得到了已排序的采购单。

直接使用标准输入/输出文件存在以下问题：

输入数据从终端输入时，用户费了半天劲输入的数据只能用一次。下次再想用这些数据时就得重新输入。而且在终端上输入时，若输入有误修改起来不是很方便。

输出到终端屏幕上的信息只能看不能动。我们无法对此输出作更多处理，如将输出作为另一命令的输入进行进一步的处理等。

为了解决上述问题，Linux系统为输入、输出的传送引入了另外两种机制，即输入/输出重定向和管道。

2. 输入重定向

输入重定向是指把命令（或可执行程序）的标准输入重定向到指定的文件中。也就是说，输入可以不来自键盘，而来自一个指定的文件。所以说，输入重定向主要用于改变一个命令的输入源，特别是改变那些需要大量输入的输入源。

例如，命令wc统计指定文件包含的行数、单词数和字符数。如果仅在命令行上键入：

$ wc

wc将等待用户告诉它统计什么，这时shell就好象死了一样，从键盘键入的所有文本都出现在屏幕上，但并没有什么结果，直至按下＜ctrl+d＞，wc才将命令结果写在屏幕上。

如果给出一个文件名作为wc命令的参数，如下例所示，wc将返回该文件所包含的行数、单词数和字符数。

$ wc /etc/passwd

20 23 726 /etc/passwd

$

另一种把/etc/passwd文件内容传给wc命令的方法是重定向wc的输入。输入重定向的一般形式为：命令<文件名。可以用下面的命令把wc命令的输入重定向为/etc/passwd文件：

$ wc < /etc/passwd

20 23 726

$

另一种输入重定向称为here文档，它告诉shell当前命令的标准输入来自命令行。here文档的重定向操作符使用<<。它将一对分隔符（本例中用delim表示）之间的正文重定向输入给命令。下例将一对分隔符delim之间的正文作为wc命令的输入，统计出正文的行数、单词数和字符数。

$ wc<
>this text forms the content

>of the here document,which

>continues until the end of

>text delimter

>delim

4 17 98

在< <操作符后面,任何字符都可以作为正文开始前的分隔符，本例中使用delim作为分隔符。here文档的正文一直延续到遇见另一个分隔符为止。第二个分隔符应出现在新行的开头。这时here文档的正文（不包括开始和结束的分隔符）将重新定向送给命令wc作为它的标准输入。

由于大多数命令都以参数的形式在命令行上指定输入文件的文件名，所以输入重定向并不经常使用。尽管如此，当要使用一个不接受文件名作为输入参数的命令，而需要的输入内容又存在一个文件里时，就能用输入重定向解决问题。

3. 输出重定向

输出重定向是指把命令（或可执行程序）的标准输出或标准错误输出重新定向到指定文件中。这样，该命令的输出就不显示在屏幕上，而是写入到指定文件中。

输出重定向比输入重定向更常用，很多情况下都可以使用这种功能。例如，如果某个命令的输出很多，在屏幕上不能完全显示，那么将输出重定向到一个文件中，然后再用文本编辑器打开这个文件，就可以查看输出信息；如果想保存一个命令的输出，也可以使用这种方法。还有，输出重定向可以用于把一个命令的输出当作另一个命令的输入（还有一种更简单的方法，就是使用管道，将在下面介绍）。

输出重定向的一般形式为：命令>文件名。例如：

$ ls > directory.out

$ cat directory.out

ch1.doc ch2.doc ch3.doc chimp config mail/ test/

$

将ls命令的输出保存为一个名为directory.out的文件。

注：如果>符号后边的文件已存在，那么这个文件将被重写。

为避免输出重定向中指定文件只能存放当前命令的输出重定向的内容，shell提供了输出重定向的一种追加手段。输出追加重定向与输出重定向的功能非常相似，区别仅在于输出追加重定向的功能是把命令（或可执行程序）的输出结果追加到指定文件的最后，而该文件原有内容不被破坏。

如果要将一条命令的输出结果追加到指定文件的后面，可以使用追加重定向操作符>>。形式为：命令>>文件名。例如：

$ ls *.doc>>directory.out

$ cat directory.out

ch1.doc ch2.doc ch3.doc chimp config mail/ test/

ch1.doc ch2.doc ch3.doc

$

和程序的标准输出重定向一样，程序的错误输出也可以重新定向。使用符号2>（或追加符号2>>）表示对错误输出设备重定向。例如下面的命令：

$ ls /usr/tmp 2> err.file

可在屏幕上看到程序的正常输出结果，但又将程序的任何错误信息送到文件err.file中，以备将来检查用。

还可以使用另一个输出重定向操作符（&>）将标准输出和错误输出同时送到同一文件中。例如：

$ ls /usr/tmp &> output.file

利用重定向将命令组合在一起，可实现系统单个命令不能提供的新功能。例如使用下面的命令序列：

$ ls /usr/bin > /tmp/dir

$ wc –w < /tmp/dir

459

统计了/usr/bin目录下的文件个数。


4. 管 道

将一个程序或命令的输出作为另一个程序或命令的输入，有两种方法，一种是通过一个临时文件将两个命令或程序结合在一起，例如上个例子中的/tmp/dir文件将ls和wc命令联在一起；另一种是Linux所提供的管道功能。这种方法比前一种方法更好。

管道可以把一系列命令连接起来，这意味着第一个命令的输出会作为第二个命令的输入通过管道传给第二个命令，第二个命令的输出又会作为第三个命令的输入，以此类推。显示在屏幕上的是管道行中最后一个命令的输出（如果命令行中未使用输出重定向）。

通过使用管道符“|”来建立一个管道行。用管道重写上面的例子：

$ ls /usr/bin|wc -w

1789

再如：

$ cat sample.txt|grep "High"|wc -l

管道将cat命令（列出一个文件的内容）的输出送给grep命令。grep命令在输入里查找单词High，grep命令的输出则是所有包含单词High的行，这个输出又被送给wc命令，wc命令统计出输入中的行数。假设sample.txt文件的内容如下：

Things to do today:

Low:Go grocery shopping

High:Return movie

High:Clear level 3 in Alien vs. Predator

Medium:Pick up clothes from dry cleaner

那么该管道行的结果是2。



(四) 在Bash中的操作　　

<1> 命令和文件名扩展特性

Bash 命令行具有命令和文件名扩展特性。当输入一个还没完成的命令或文件名时，只需键入Tab键就能激活命令和文件名扩展特性，从而完成该命令的剩余输入。如果有多个命令或文件的前缀相同，Bash将响铃并等待用户输入足够的字符，以便选择唯一的命令或文件名，如果找到，系统将自动补齐搜索到的命令或文件名，用户按回车键后，系统将执行这条指令。例如：

$ cat pre

$ cat preface

Bash 也能列出当前目录下部分匹配的文件名来完成文件名扩展。如果键入Esc，然后键入?，shell将列出所有与输入的字符串相匹配的文件名。例如下例，在没有完成的输入后键入Esc ?，shell将列出所有与输入的字符串相匹配的字符串，然后shell回显命令行，根据列出的文件名，可以键入要输入的文件名或按下Tab键来完成文件名扩展。例如：



<2>命令行编辑

在Bash中可以对命令行进行编辑，以便用户在执行所键入的命令之前能够修改所键入的命令。如果在键入命令时出现拼写错误，只需在运行所键入的命令之前，使用编辑命令来纠正编辑错误，然后执行它，而不用重新输入整行命令。这个功能对以长路径文件名作参数的命令特别有用。

命令行编辑操作

功能

Ctrl+b或左箭头键

左移一个字符（移至前一个字符）

Ctrl+f或右箭头键

右移一个字符（移至后一个字符）

Ctrl+a

移至行首

Ctrl+e

移至行尾

Esc b

左移一个单词

Esc f

右移一个单词

Del

删除光标所在处的字符

Ctrl+d

删除光标所在处的字符

BACKSPACE或Ctrl+h

删除光标左边的字符

Ctrl+k

删除至行尾



<3> 命令历史

在Bash 中，history命令能够保存最近所执行的命令。这些命令的历史记录号从1开始，只有有限个命令可以被保存起来，最多500个，即 history命令的历史记录号缺省值为500。要查看最近执行的命令，只要键入history命令，然后键入回车键，最近执行过的命令即按先后顺序被显示出来（各条命令前的数字为历史记录号）。

［例】

$ history

1 cp mydata today

2 vi mydata

3 mv mydata reports

4 cd reports

5 ls

…

所有这些命令都被称为事件（event），一个事件表示一个操作已经发生，即一个命令已被执行。这些事件根据它们被执行的先后顺序用数字标识，这一标识称为历史事件号。最后执行的历史事件的事件号最大。每个事件都可由它的历史事件号或命令的初始字符或字符串等确定。

利用history命令能够查询以前的事件，并可把它们显示到命令行上执行这一事件。最简便的方法就是利用上下箭头键，把先前的事件逐次显示到命令行。这个操作不需要运行history命令就可以执行。按动一下上箭头键，那么上一次执行的一个事件就将出现在命令行上，再按一下，上一次的前一事件又会出现在命令行上；按动一下下箭头键，将会使当前事件的下一事件出现在命令行上。

Bash也可以通过键入Esc、Tab键来完成对历史事件的字符扩展。和标准命令行扩展特性一样，键入历史事件的部分字符串，然后键入Esc，再键入 Tab键，与刚才键入的字符串相匹配的历史事件将自动扩展并回显到命令行处。如果不止一个事件与输入的字符串相匹配，就会听到一声响铃，继续键入字符或字符串，shell将会唯一确定用户所要键入的历史事件。


查询历史事件操作

功能

Ctrl+n或向下光标键

移至历史事件列表中当前事件的下一历史事件

Ctrl+p或向上光标键

移至历史事件列表中当前事件的前一历史事件

Esc <

移至历史事件列表表首

Esc >

移至历史事件列表表尾


历史事件被保存在一个文件中，文件名由变量HISTFILE指定。通常这个文件的缺省名是.bash_history。通过给变量HISTFILE赋值，可以指定新的文件名。

［例】

$ echo $HISTFILE

/home/lisa/.bash_history

$ HISTFILE=”/home/lisa/newhist”

$ echo $HISTFILE

/home/lisa/newhist

以上操作先显示变量HISTFILE的值，然后赋予它新的值“/home/lisa/newhist”，以后所有的历史事件将被保存在newhist文件中。



<4>别名

还有一个使工作变得轻松的方法是使用命令别名。命令别名通常是其他命令的缩写，用来减少键盘输入。

命令格式为:

alias ［alias-name=’original-command’］

其中，alias-name是用户给命令取的别名，original-command是原来的命令和参数。需要注意的是，由于Bash是以空格或者回车来识别原来的命令的，所以如果不使用引号就可能导致Bash只截取第一个字，从而出现错误。如果alias命令后面不使用任何参数，则显示当前正在使用的被别名化的命令及其别名。为命令取的别名在该次登录期间始终有效。如果用户需要别名在每次登录时都有效，那么就将alias命令写到初始化脚本文件中。

［例］如果经常要键入如下的命令，最好为它建立一个别名来减少工作量。

$ cd /usr/X11/lib/X11

假如为这个长命令建立一个名为goconfig的别名，在Bash提示符下键入如下命令：

$ alias goconfig=’cd /usr/X11/lib/X11’

现在，除非您退出Bash，键入goconfig将和原来的长命令有同样的作用。如果想取消别名，可以使用下面的命令：

$ unalias goconfig

这是一些很多人认为有用的别名，可以把它们写入初始化脚本文件中来提高工作效率：

alias ll=’ls –l’

alias log=’logout’

alias ls=’ls –F’

注意：在定义别名时，等号两边不能有空格，否则shell不能决定您需要做什么。仅在命令中包含空格或特殊字符时才需要引号。

如果键入不带任何参数的alias命令，将显示所有已定义的别名。




<5> 定制Bash
用户可以将每次启动Bash所需要执行的命令放入初始化文件中，最常见的命令就是alias命令和变量定义两种。系统中的每个用户在其主目录中都有一个.bash_profile文件，Bash每次启动时都将读取该文件，其中包含的所有命令都将被执行。

下面便是默认.bash_profile文件的代码：

#.bash_profile

#Get the aliases and functions

if ［-f ~/.bashrc ］;then

.~/.bashrc

fi

#User specific environment and startup programs

PATH=$PATH:$HOME/bin

ENV=$HOME/.bashrc

USERNAME=””

Export USERNAME ENV PATH