В Linux нет отдельного объекта под именем «система». Система - она на то и система, чтобы состоять из многочисленных компонентов, взаимодействующих друг с другом. Главный из системных компонентов - пользователь. Это он командует машиной, а та его команды выполняет. В руководствах второго и третьего разделов описаны системные вызовы (функции ядра) и библиотечные функции. Они-то и есть непосредственные команды системе. Правда, воспользоваться ими можно только написав программу (чаще всего - на языке Си), нередко - программу довольно сложную. Дело в том, что функции ядра реализуют низкоуровневые операции, и для решения даже самой простой задачи пользователя необходимо выполнить несколько таких операций, преобразуя результат работы одной для нужд другой. Возникает необходимость выдумать для пользователя другой - более высокоуровневый и более удобный в использовании - язык управления системой. Все команды, которые использовал Мефодий в работе, были частью именно этого языка.

Из чего несложно было заключить, что обрабатывать эти команды, превращать их в последовательность системных и библиотечных вызовов должна тоже какая-нибудь специальная программа, и именно с ней непрерывно ведёт диалог пользователь сразу после входа в систему. Так оно и оказалось: программа эта называется интерпретатор командной строки или командная оболочка («shell»). «Оболочкой» она названа как раз потому, что всё управление системой идёт как бы «изнутри» неё: пользователь общается с нею на удобном ему языке (с помощью текстовой командной строки), а она общается с другими частями системы на удобном им языке (вызывая запрограммированные функции).

Таким образом, упомянутые выше правила разбора командной строки - это правила, действующие именно в командном интерпретаторе: пользователь вводит с терминала строку, shell считывает её, иногда - преобразует по определённым правилам, получившуюся строку разбивает на команду и параметры, а затем выполняет команду, передавая ей эти параметры. Команда, в свою очередь, анализирует параметры, выделяет среди них ключи, и делает что попросили, попутно выводя на терминал данные для пользователя, после чего завершается. По завершении команды возобновляется работа «отступившего на задний план» командного интерпретатора, он снова считывает командную строку, разбирает её, вызывает команду... Так продолжается до тех пор, пока пользователь не скомандует оболочке завершиться самой (с помощью logout или управляющего символа « ^D », который для shell значит то же, что и для других программ: больше с терминала ввода не будет).

Конечно, командных интерпретаторов в Linux несколько. Самый простой из них, появившийся в ранних версиях UNIX, назывался sh , или «Bourne Shell» - по имени автора, Стивена Борна (Stephen Bourne). Со временем его - везде, где только можно - заменили на более мощный, bash , «Bourne Again Shell».

Игра слов: «Bourne Again» вслух читается как «born again», т. е. «возрождённый».

bash превосходит sh во всём, особенно в возможностях редактирования командной строки. Помимо sh и bash в системе может быть установлен «The Z Shell», zsh , самый мощный на сегодняшний день командный интерпретатор (шутка ли, 22 тысячи строк документации), или tcsh , обновлённая и тоже очень мощная версия старой оболочки «C Shell», синтаксис команд которой похож на язык программирования Си.

Когда Гуревич добавлял учётную запись Мефодия в систему, он не стал спрашивать того, какой командный интерпретатор ему нужен, потому что знал: для новичка имя командного интерпретатора - пустой звук. Тем не менее имя оболочки, запускаемой для пользователя сразу после входа в систему - т. н. стартовый командный интерпретатор (login shell), - это часть пользовательской учётной записи, которую пользователь может изменить командой chsh (change shell).

Какая бы задача, связанная с управлением системой, ни встала перед пользователем Linux, она должна иметь решение в терминах командного интерпретатора. Фактически, решение пользовательской задачи - это описание её на языке shell. Язык общения пользователя и командного интерпретатора - это высокоуровневый язык программирования, дополненный, с одной стороны, средствами организации взаимодействия команд и системы, а с другой стороны - средствами взаимодействия с пользователем, облегчающими и ускоряющими работу с командной строкой.

Иллюстрация 2. Интерфейс командной строки. Издание второе, переработанное и дополненное. Взаимодействие пользователя с компьютером посредством терминала и оболочки.

Команды и утилиты

$ apropos s . . . (четыре с половиной тысячи строк!)

Пример 18 . Бессмысленная команда

Одного неудачного запуска apropos Мефодию было достаточно для того, чтобы понять: команд в Linux очень много. Ему пришло в голову, что никакая программа - пусть даже и оболочка - не может самостоятельно разбираться во всех задокументированных командах. Кроме того, Гуревич называл большинство команд утилитами , то есть полезными программами. Стало быть, командный интерпретатор не обязан уметь выполнять всё, что вводит пользователь. Ему достаточно разобрать командную строку, выделить из неё команду и параметры, а затем запустить утилиту - программу, имя которой совпадает с именем команды.

В действительности собственных команд в командном интерпретаторе немного. В основном это - операторы языка программирования и прочие средства управления самим интерпретатором. Все знакомые Мефодию команды, даже echo , существуют в Linux в виде отдельных утилит. shell занимается только тем, что подготавливает набор параметров в командной строке (например, раскрывая шаблоны ), запускает программы и обрабатывает результаты их работы.

$ type info info is /usr/bin/info $ type echo echo is a shell builtin $ type -a echo echo is a shell builtin echo is /bin/echo $ type -a -t echo builtin file $ type -a -t date file $ type -at cat file

Пример 19 . Определение типа команды

В bash тип команды можно определить с помощью команды type . Собственные команды bash называются builtin (встроенная команда), а для утилит выводится путь , содержащий название каталога, в котором лежит файл с соответствующей программой, и имя этой программы. Некоторые - самые нужные - команды встроены в bash , даже несмотря на то, что они имеются в виде утилит (например, echo). Работает встроенная команда так же, но так как времени на её выполнение уходит существенно меньше, командный интерпретатор выберет именно её, если будет такая возможность. Ключ « -a » («a ll», конечно), заставляет type вывести все возможные варианты интерпретации команды, а ключ « -t » - вывести тип команды вместо пути.

По совету Гуревича Мефодий сгруппировал ключи, написав « -at » вместо « -a -t ». Многие утилиты позволяют так делать, уменьшая длину командной строки. Если встречается параметрический ключ, он должен быть последним в группе, а его значение - следовать, как и полагается, после. Группировать можно только однобуквенные ключи.

Слова и разделители

При разборе командной строки shell использует понятие разделитель (delimiter). Разделитель - это символ, разделяющий слова; таким образом командная строка - это последовательность слов (которые имеют значение) и разделителей (которые значения не имеют). Для shell разделителями являются символ пробела, символ табуляции и символ перевода строки (который всё-таки может попасть между словами способом, описанным в лекциях Работа с текстовыми данными и Возможности командной оболочки). Количество разделителей между двумя соседними словами значения не имеет.

Первое слово в тройке передаётся команде как первый параметр, второе - как второй и т. д. Для того, чтобы разделитель попал внутрь слова (и получившаяся строка с разделителем передалась как один параметр), всю нужную подстроку надо окружить одинарными или двойными кавычками:

$ echo One Two Three One Two Three $ echo One "Two Three" One Two Three $ echo "One > > Ой. И что дальше? > А, кавычки забыл!" One Ой. И что дальше? А, кавычки забыл! $

Пример 20 . Закавычивание в командной строке

В первом случае команде echo было передано три параметра - « One », « Two » и « Three ». Она их и вывела, разделяя пробелом. Во втором случае параметров было два: « One » и « Two Three ». В результате эти два параметра были также выведены через пробел. В третьем случае параметр был всего один - от открывающего апострофа « "One » до закрывающего « ...забыл!" ». Всё время ввода bash услужливо выдавал Мефодию подсказку « > » - в знак того, что набор командной строки продолжается, но в режиме ввода содержимого кавычек.

Оболочкой (shell) в системеUNIXназывают механизм взаимодействия между пользователями и системой. По сути дела, это интерпретатор команд, который считывает набираемые пользователем строки и запускает выполнение запрошен­ных системных функций. Полный командный язык, интерпретируемый оболоч­кой, богат по возможностям и достаточно сложен, однако большинство команд просты в использовании и запомнить их не составляет труда.

Командная строка состоит из имени команды (то есть имени выполняемого фай­ла), за которым следует список аргументов, разделённых пробелами. Оболочка разбивает командную строку на компоненты. Указанный в команде файл загружается, и ему обеспечивается доступ к заданным в команде аргументам.

Любой командный язык семейства shellфактически состоит из трёх частей:

 служебных конструкций, позволяющих манипулировать с текстовыми строками и строить сложные команды на основе простых команд;

 встроенных команд, выполняемых непосредственно интерпретатором команд­ного языка;

 команд, представляемых отдельными выполняемыми файлами.

В свою очередь, набор команд последнего вида включает стандартные команды (системные утилиты, такие как vi,ccи т. д.) и команды, созданные пользователями системы. Для того чтобы выполняемый файл, разработанный пользовате­лем ОСUNIX, можно было запускать как командуshell, достаточно определить в одном из исходных файлов функцию с именемmain(имяmainдолжно быть глобальным, то есть перед ним не должно указываться ключевое словоstatic). Если употребить в качестве имени команды имя такого выполняемого файла, команд­ный интерпретатор создаст новый процесс и запустит в нём указанную выпол­няемую программу, начиная с вызова функцииmain.

Тело функции main, вообще говоря, может быть произвольным (для интерпрета­тора существенно только наличие входной точки в программу с именемmain), но для того, чтобы создать команду, которой можно задавать параметры, нужно придерживаться некоторых стандартных правил. В этом случае каждая функцияmainдолжна определяться с двумя параметрами –argcиargv. После вызова ко­манды параметруargcбудет соответствовать число символьных строк, указан­ных в качестве аргументов вызова команды, аargv– массив указателей на пе­ременные, содержащие эти строки. При этом имя самой команды составляет первую строку аргументов (то есть после вызова значениеargcвсегда больше или равно 1). Код функцииmainдолжен проанализировать допустимость задан­ного значенияargcи соответствующим образом обработать заданные текстовые строки.

Например, следующий текст на языке С может быть использован для создания команды, которая выводит на экран текстовую строку, заданную в качестве её аргумента:

#include

main(argc, argv)

printf(“usage: %s your-text\n”, argv);

printf(“%s\n”, argv);

Процессы

Процесс в ОС UNIXпонимается в классическом смысле этого термина, то есть как программа, выполняемая в собственном виртуальном адресном пространст­ве. Когда пользователь входит в систему, автоматически создается процесс, в ко­тором выполняется программа командного интерпретатора. Если командному интерпретатору встречается команда, соответствующая выполняемому файлу, то он создает новый процесс и запускает в нём соответствующую программу, начи­ная с функцииmain. Эта запущенная программа, в свою очередь, может создать процесс и запустить в нём другую программу (она тоже должна содержать функ­циюmain) и т. д.

Для образования нового процесса и запуска в нём программы используются два системных вызова API–fork() и ехес(имя_выполняемого_файла). Системный вызовforkприводит к созданию нового адресного пространства, состояние которого абсолютно идентично состоянию адресного пространства основного процесса (то есть в нём содержатся те же программы и данные). Для дочернего процесса заво­дятся копии всех сегментов данных.

Другими словами, сразу после выполнения системного вызова forkосновной (родительский) и порожденный процессы являются абсолютными близнецами;

управление и в том и в другом находится в точке, непосредственно следующей за вызовом fork. Чтобы программа могла разобраться, в каком процессе она те­перь работает – в основном или порождённом, функцияforkвозвращает разные значения: 0 в порождённом процессе и целое положительное число (идентифи­катор порождённого процесса – так называемыйPID) в основном процессе.

Теперь, если мы хотим запустить новую программу в порождённом процессе, нужно обратиться к системному вызову ехес, указав в качестве аргументов вызо­ва имя файла, содержащего новую выполняемую программу, и, возможно, одну или несколько текстовых строк, которые будут переданы в качестве аргументов функции mainновой программы. Выполнение системного вызова ехес приводит к тому, что в адресное пространство порожденного процесса загружается но­вая выполняемая программа и запускается с адреса, соответствующего входу в функциюmain. Другими словами, это приводит к замене текущего программно­го сегмента и текущего сегмента данных, которые были унаследованы при вы­полнении вызоваfork, на новые соответствующие сегменты, заданные в файле. Прежние сегменты теряются. Это эффективный метод смены выполняемой про­цессом программы, но не самого процесса. Файлы, уже открытые до выполнения примитива ехес, остаются открытыми после его выполнения.

В следующем примере пользовательская программа, вызываемая как команда shell, выполняет в отдельном процессе стандартную командуshellls, которая выдаёт на экран содержимое текущего каталога файлов.

if (fork ()==(0) wait(0); /* родительский процесс */

else execl("ls", "Is", 0); /* порождённый процесс */

Таким образом, с практической точки зрения процесс в UNIXявляется объектом, создаваемым в результате выполнения функцииfork(). Каждый процесс, за исключением начального (нулевого), порождается в результате запуска дру­гим процессом операции fork(). Каждый процесс имеет одного родителя, но мо­жет породить много процессов. Начальный (нулевой) процесс является особенным процессом, который создается в результате загрузки системы. После порожде­ния нового процесса с идентификатором 1 нулевой процесс становится процес­сом подкачки и реализует механизм виртуальной памяти. Процесс с идентифика­тором 1, известный под именемinit, является предком любого другого процесса в системе и связан с каждым процессом особым образом.

Рассматриваются внутренние команды, поддерживаемые интерпретатором Cmd.exe, и наиболее часто используемые внешние команды (утилиты командной строки). Описываются механизмы перенаправления ввода/вывода, конвейеризации и условного выполнения команд. Даются примеры команд для работы с файловой системой

В ОС Windows, как и в других ОС, интерактивные (набираемые с клавиатуры и сразу же выполняемые) команды выполняются с помощью так называемого командного интерпретатора, иначе называемого командным процессором или оболочкой командной строки (command shell). Начиная с версии Windows NT, в операционной системе реализован интерпретатор команд Cmd.exe, обладающий гораздо более широкими возможностями.

1.2.1 Запуск оболочки

В Windows NT/2000/XP файл Cmd.exe, как и другие исполняемые файлы, соответствующие внешним командам ОС, находятся в каталоге %SystemRoot%\SYSTEM32 (значением переменной среды %SystemRoot% является системный каталог Windows, обычно C:\Windows или C:\WinNT). Для запуска командного интерпретатора (открытия нового сеанса командной строки) можно выбрать пункт Выполнить… (Run) в меню Пуск (Start), ввести имя файла Cmd.exe и нажать кнопку OK. В результате откроется новое окно (см. рис. 1), в котором можно запускать команды и видеть результат их работы.

Рис. 1 - Командное окно интерпретатора Cmd.exe в Windows XP

1.2.2 Настройка параметров командного окна интерпретатора

У утилиты командной строки, которая поставляется в виде стандартного приложения ОС Windows, имеется свой набор опций и параметров настройки. Один из способов просмотра этих опций – использование пункта Свойства управляющего меню окна (нажать правой кнопкой мыши на заголовок окна). В окне свойств (см. рис. 2) будут доступны четыре вкладки с опциями: общие, шрифт, расположение и цвета.

Рис. 2 – окно настройки свойств интерпретатора

1.2.3. Внутренние и внешние команды. Структура команд

Некоторые команды распознаются и выполняются непосредственно самим командным интерпретатором - такие команды называются внутренними (например, COPY или DIR). Другие команды ОС представляют собой отдельные программы, расположенные по умолчанию в том же каталоге, что и Cmd.exe, которые Windows загружает и выполняет аналогично другим программам. Такие команды называются внешними (например, MORE или XCOPY).

Рассмотрим структуру самой командной строки и принцип работы с ней. Для того, чтобы выполнить команду, после приглашения командной строки (например, C:\>) следует ввести имя этой команды (регистр не важен), ее параметры и ключи (если они необходимы) и нажать клавишу . Например:

C:\>COPY C:\myfile.txt A:\ /V

Имя команды здесь - COPY, параметры - C:\myfile.txt и A:\, а ключом является /V. Отметим, что в некоторых командах ключи могут начинаться не с символа /, а с символа – (минус), например, -V.

Многие команды Windows имеют большое количество дополнительных параметров и ключей, запомнить которые зачастую бывает трудно. Большинство команд снабжено встроенной справкой, в которой кратко описываются назначение и синтаксис данной команды. Получить доступ к такой справке можно путем ввода команды с ключом /?. Например, если выполнить команду ATTRIB /?, то в окне MS-DOS мы увидим следующий текст:

Отображение и изменение атрибутов файлов.

ATTRIB [+R|-R] [+A|-A] [+S|-S] [+H|-H] [[диск:][путь]имя_файла]

Установка атрибута.

Снятие атрибута.

R Атрибут "Только чтение".

A Атрибут "Архивный".

S Атрибут "Системный".

H Атрибут "Скрытый".

/S Обработка файлов во всех вложенных папках указанного пути.

Для некоторых команд текст встроенной справки может быть довольно большим и не умещаться на одном экране. В этом случае помощь можно выводить последовательно по одному экрану с помощью команды MORE и символа конвейеризации |, например:

В этом случае после заполнения очередного экрана вывод помощи будет прерываться до нажатия любой клавиши. Кроме того, используя символы перенаправления вывода > и >>, можно текст, выводимый на экран, направить в текстовый файл для дальнейшего просмотра. Например, для вывода текста справки к команде XCOPY в текстовый файл xcopy.txt, используется следующая команда:

XCOPY /? > XCOPY.TXT

Замечание . Вместо имени файла можно указывать обозначения устройств компьютера. В Windows поддерживаются следующие имена устройств : PRN (принтер), CON (терминал: при вводе это клавиатура, при выводе - монитор), NUL (пустое устройство, все операции ввода/вывода для него игнорируются).

BAT Расширение файла: .bat, .cmd (только Windows NT) Тип формата: Скриптовый язык программирования Пакетный файл (англ. batch file) текстовый файл в OS/2 или Windows, содержащий последовательность команд, предназначенных для исполнения командным … Википедия

- (от англ. shell оболочка) интерпретатор команд операционной системы, обеспечивающий интерфейс для взаимодействия пользователя с функциями системы. В общем случае, различают оболочки с двумя типами интерфейса для взаимодействия с… … Википедия

Оболочка операционной системы (от англ. shell оболочка) интерпретатор команд операционной системы (ОС), обеспечивающий интерфейс для взаимодействия пользователя с функциями системы. В общем случае, различают оболочки с двумя типами интерфейса для … Википедия

Оболочка операционной системы (от англ. shell оболочка) интерпретатор команд операционной системы (ОС), обеспечивающий интерфейс для взаимодействия пользователя с функциями системы. В общем случае, различают оболочки с двумя типами интерфейса для … Википедия

Генеалогическое древо UNIX систем UNIX (читается юникс) семейство переносимых, многозадачных и многопользовательских … Википедия

Генеалогическое древо UNIX систем UNIX (читается юникс) группа переносимых, многозадачных и многопользовательских операционных систем. Первая система UNIX была разработана в 1969 г. в подразделении Bell Labs компании AT T. С тех пор было создано … Википедия

Генеалогическое древо UNIX систем UNIX (читается юникс) группа переносимых, многозадачных и многопользовательских операционных систем. Первая система UNIX была разработана в 1969 г. в подразделении Bell Labs компании AT T. С тех пор было создано … Википедия

Генеалогическое древо UNIX систем UNIX (читается юникс) группа переносимых, многозадачных и многопользовательских операционных систем. Первая система UNIX была разработана в 1969 г. в подразделении Bell Labs компании AT T. С тех пор было создано … Википедия

В большинстве операционных систем Linux, bash является принятым по умолчанию интерпретатором командной строки. Для определения текущего интерпретатора введите следующую команду:

$ echo $SHELL
/bin/bash

В этом примере используется интерпретатор командной строки bash. Существует множество других командных интерпретаторов. Для активизации другого интерпретатора можно ввести его имя в командной строке (ksh, tcsh, csh, sh, bash и т.д.).

В большинстве полнофункциональных операционных систем Linux предоставляются на заметку все описанные здесь командные интерпретаторы. Но в небольших операционных системах могут быть предоставлены один или два интерпретатора.

Проверка доступности интересующего интерпретатора командной строки

Самым простым способом проверки доступности интересующего командного интерпретатора является ввод его имени в командной строке. Если интерпретатор запустился, он доступен.

Существует несколько причин для выбора альтернативных командных интерпретаторов.

• Привычка работать в системах UNIX System V (во многих из них по умолчанию применяются интерпретатор ksh) или в системах компании Sun Microsystems и других системах на базе Berkeley UNIX (в них часто используется csh). В таком случае применение этих интерпретаторов командной строки окажется более удобным.
• Необходимость запуска сценариев, которые создавались для определенного командного интерпретатора.
• Возможности альтернативного командного интерпретатора могут оказаться более предпочтительными. Например, один из членов группы пользователей Linux предпочитает применять ksh, так как его не устраивает способ создания псевдонимов в bash.

Хотя большинство пользователей предпочитает работать в одном командном интерпретаторе, полученные навыки помогают научиться работать и в других интерпретаторах командной строки , изредка заглядывая в справочное руководство (например, с помощью команды manbash). Большинство используют bash, так как нет причин переходить на другой интерпретатор.

Использование Bash и ch

Название bash является аббревиатурой от Bourne Again SHell. Эта аббревиатура указывает на то, что bash наследует интерпретатор Bourneshell (команда sh), созданный Стивом Борном (Steve Bourne) из AT&TBell Labs. Брайан Фокс (Brian Fox) из Free Software Foundation создал bash в составе проекта GNU. В дальнейшем разработка перешла в руки Чета Рами (Chet Ramey) в Case Western Reserve University.

Интерпретатор bash содержит возможности, которые разрабатывались для интерпретаторов sh и ksh во времена ранних версий UNIX, а также ряд возможностей интерпретатора csh.

Можно рассчитывать, что в большинстве систем Linux, кроме специализированных (например, встраиваемых или загружающихся с внешнего диска), интерпретатор bash применяется по умолчанию. В специализированных системах может потребоваться командный интерпретатор меньшего объема, что подразумевает и ограничение возможностей.

Большинство примеров в этой статье рассчитано на использование bash.

Интерпретатор bash может запускаться в различных режимах совместимости, имитируя поведение других командных интерпретаторов. Он может имитировать поведение Bourne shell (sh) или командного интерпретатора, совместимого со стандартами POSK (bash — posix).

В результате интерпретатор bash с большей вероятностью сможет успешно читать файлы конфигурации и запускать сценарии, написанные специально для других командных интерпретаторов.

Все предоставляемые операционные системы Linux по умолчанию используют интерпретатор bash, кроме операционных систем, загружаемых со сменных носителей, в которых по умолчанию применяется интерпретатор ash.

Использование tcsh (и более раннего интерпретатора csh)

Командный интерпретатор tcsh является реализацией интерпретатора Сshell (csh) с открытым исходным кодом. Интерпретатор csh был создан Биллом Джоем (Bill Joy) и используется по умолчанию практически во всех системах Berkeley UNIX (такие системы распространялись компанией Sun Microsystems).

Многие возможности csh, например редактирование командной строки и методы управления историей команд, были реализованы в интерпретаторе tcsh и в других командных интерпретаторах. Так же как команда sh запускает интерпретатор bash в режиме совместимости с интерпретатором sh, команда csh запускает интерпретатор tcsh в режиме совместимости с интерпретатором csh.

Использование интерпретатора ash

Интерпретатор ash является облегченной версией интерпретатора Berkeley UNIX sh. Он не содержит многих базовых функций и не предоставляет таких возможностей, как история команд.

Интерпретатор ash хорошо подходит для применения во встраиваемых системах с ограниченными системными ресурсами. В операционной системе FedoraCore 4 интерпретатор ash на порядок меньше интерпретатора bash.

Использование zsh

Интерпретатор zsh является еще одним клоном интерпретатора sh. Он соответствует требованиям стандарта POSIX (как и bash), но обладает другими возможностями, включая проверку орфографии и иной подход к редактированию командной строки. Интерпретатор zsh использовался по умолчанию в первых операционных системах MacOS X, но в современных системах по умолчанию применяется интерпретатор bash.