Командный язык shell (в переводе - раковина, скорлупа) фактически есть язык программирования очень высокого уровня. На этом языке пользователь осуществляет управление компьютером. Обычно, после входа в систему вы начинаете взаимодействовать с командной оболочкой (если угодно - она начинает взаимодействовать с вами). Признаком того, что оболочка (shell) готова к приему команд служит выдаваемый ею на экран промптер. В простейшем случае это один доллар ("$").

Shell не является необходимым и единственным командным языком (хотя именно он стандартизован в рамках POSIX [POSIX 1003.2] - стандарта мобильных систем). Например, немалой популярностью пользуется язык cshell, есть также kshell, bashell (из наиболее популярных в последнее время) и другие. Более того, каждый пользователь может создать свой командный язык. Может одновременно на одном экземпляре операционной системы работать с разными командными языками.

1. Основные понятия языка shell
1.1. Ввод-вывод

Три направления ввода-вывода являются выделенными - стандартный ввод, стандартный вывод и стандартный протокол. Как правило, команды берут исходные данные из стандартного ввода и помещают результаты в стандартный вывод.

Стандартные ввод, вывод и протокол можно переназначить. Обозначение

Код:

< <имя файла>

служит для переназначения стандартного ввода (дескриптор файла 0),

Код:

 > <имя файла>

для стандартного вывода (дескриптор файла 1);

Код:

<< <строка>

ввод происходит со стандартного ввода, пока не встретится указанная <строка> или конец файла,

Код:

>> <имя файла>

для стандартного вывода; если файл существует, то выводимая информация добавляется к конец этого файла,

Код:

<& <цифра>

в качестве стандартного ввода об(r)является файл, ассоциированный с дескриптором <цифра>; аналогично для стандартного вывода

Код:

>& <цифра>
        <&- и >&-

закрывают соответственно стандартный ввод и вывод.

Если любой из этих конструкций предшествует цифра, то с указанным файлом будет ассоциирован дескриптор, равный указанной цифре, вместо 0 и 1 по умолчанию. Например,

Код:

2 > <имя файла>

для стандартного протокола используется дескриптор 2, а

Код:

 2 >& 1

ассоциирует дескриптор 2 с файлом, ассоциированным с дескриптором 1.

Код:

 ...  2>protocol

переназначает стандартный протокол (дескриптор 2) в файл по имени protocol.

Чтобы переназначить стандартный протокол туда же, куда уже назначен стандартный вывод, следует употребить конструкцию

Код:

...  2>&1

Важен порядок переназначения: shell производит переназначение слева направо по указанному списку. Так,

Код:

1 > xxx 2 >& 1

сначала ассоциирует дескриптор 1 с файлом xxx, а затем дескриптор 2 с 1, т.е. тоже с xxx. А

Код:

 2 >& 1 1 > xxx

ассоциирует дескриптор 2 с терминалом, а 1 - с файлом xxx.

Можно переназначить системный ввод на текущий файл:

Код:

isql - - <

1.2. Синхронное и асинхронное выполнение команд

Обычно shell ждет завершения выполнения команды. Однако имеется возможность запустить задачу в асинхронном режиме, т.е. без ожидания ее завершения. Для этого после команды (после всех ее аргументов и указаний о переназначении ввода-вывода) надо поставить знак &. При этом по умолчанию стандартный ввод команды назначается на пустой файл /dev/null.

Пример: создать файл primer можно по команде

Код:

echo > primer

Еще пример: запустить программу prog в асинхронном режиме, чтобы не надо было дожидаться его завершения, засечь время выполнения, результаты программы направить в файл prog.res, данные о времени выполнения - в файл prog.tim.

Код:

time prog > prog.res 2> prog.tim &

1.3. Конвейер

Конвейер - последовательность команд, разделенных знаком |. Если после конвейера стоит ; shell ждет его завершения. Если & - то не ждет. Роль ; может играть конец строки. Смысл конвейера в том, что стандартный вывод одной команды замыкается на стандартный ввод другой. Пример конвейера - подсчитать число об(r)ектных файлов в текущем каталоге.

Код:

 ls *.o | wc -l

1.4. Метасимволы, генерация имен файлов

Метасимволы - символы, имеющие специальное значение для интерпретатора :

Код:

? * ; & ( ) | ^ < > <пробел> <табуляция> <возврат_каретки>

Однако каждый из этих символов может представлять самого себя, если перед ним стоит \. Все символы, заключенные между кавычками ' и ', представляют самих себя. Между двойными кавычками (") выполняются подстановки команд (см п. 2.2) и параметров (см. п. 2.3), а символы \, `," и $ могут экранироваться предшествующим символом \.

После всех подстановок в каждом слове команды ищутся символы *,?, и [. Если находится хотя бы один из них, то это слово рассматривается как шаблон имен файлов и заменяется именами файлов, удовлетворяющих данному шаблону (в алфавитном порядке). Если ни одно имя файла не удовлетворяет шаблону, то он остается неизменным. Значения указанных символов:

Код:

* 	любая строка, включая и пустую 	
? 	один любой символ 	
[...] 	любой из указанных между ними символов.

Пара символов, разделенных знаком -, означает любой символ, который находится между ними, включая и их самих. Если первым символом после "[" идет "!", то указанные символы не должны входить в имя файла.


2. Синтаксис языка shell
2.1. Комментарии

Строки, начинающиеся с #, трактуются как комментарии.
2.2. Подстановка результатов выполнения команд

Выражения можно заключать в обратные кавычки (`). Такие выражения вычисляются в месте использования. Они могут быть, например, частью строк. Пример. Пусть параметром макрокоманды является имя файла с расширением .for. Требуется удалить одноименный файл с расширением .err.

Код:

name=`ena -n $1`
        rm -f ${name}.err

Значение, полученное в результате выполнения команды

Код:

ena -n $1

присваивается переменной name. Фигурные скобки использованы для выделения аргумента операции перехода от имени к значению. Без них .err приклеилась бы к имени.
2.3. Переменные и подстановка их значений

Все переменные в языке shell - текстовые. Их имена должны начинаться с буквы и состоять из латинских букв, цифр и знака подчеркивания (_). Чтобы воспользоваться значением переменной, надо перед ней поставить символ $. Использование значения переменной называется подстановкой.

Различается два класса переменных: позиционные и с именем. Позиционные переменные - это аргументы командных файлов, их именами служат цифры: $0 - имя команды, $1 - первый аргумент и т.д. Значения позиционным переменным могут быть присвоены и командой set (см. Специальные команды). Пример. После вызова программы на shellе, хранящейся в файле ficofl:

Код:

 ficofl -d / \*.for

значением $0 будет ficofl, $1 - -d, $2 - /, $3 - *.for, значения остальных позиционных переменных будут пустыми строками. Заметим, что если бы символ * при вызове ficofl не был экранирован, в качестве аргументов передались бы имена всех фортранных файлов текущей директории.

Еще две переменные хранят командную строку за исключением имени команды: $@ эквивалентно $1 $2 ..., а $* - "$1 $2 ...". Начальные значения переменным с именем могут быть установлены следующим образом:

Код:

 <имя>=<значение> [ <имя>=<значение> ] ...

Не может быть одновременно функции (см. Управляющие конструкции) и переменной с одинаковыми именами. Для подстановки значений переменных возможны также следующие конструкции:

Код:

  ${<переменная>}

если значение <переменной> определено, то оно подставляется. Скобки применяются лишь если за <переменной> следует символ, который без скобок приклеится к имени.

Код:

${<переменная>:-<слово>}

если <переменная> определена и не является пустой строкой, то подставляется ее значение; иначе подставляется <слово>.

Код:

${<переменная>:=<слово>}

если <переменная> не определена или является пустой строкой, ей присваивается значение <слово>; после этого подставляется ее значение.

Код:

${<переменная>:?<слово>}

если <переменная> определена и не является пустой строкой, то подставляется ее значение; иначе на стандартный вывод выводится <слово> и выполнение shellа завершается. Если <слово> опущено, то выдается сообщение "parameter null or not set".

Код:

${<переменная>:+<слово>}

если <переменная> определена и не является пустой строкой, то подставляется <слово>; иначе подставляется пустая строка.

Пример: если переменная d не определена или является пустой строкой, то выполняется команда pwd

Код:

echo ${d:-`pwd`}

Следующие переменные автоматически устанавливаются shell'ом:

Код:

# 	количество позиционных параметров (десятичное) 	
- 	флаги, указанные при запуске shellа или командой set 	
? 	десятичное значение, возвращенное предыдущей синхронно выполненной командой 	
$ 	номер текущего процесса 	
! 	номер последнего асинхронного процесса 	
@ 	эквивалентно $1 $2 $3 ... 	
* 	эквивалентно "$1 $2 $3 ..."

Напомним: чтобы получить значения этих переменных, перед ними нужно поставить знак $. Пример: выдать номер текущего процесса:

Код:

echo $$

2.4. Специальные переменные

Shell'ом используются следующие специальные переменные:

Код:

HOME 	директория, в которую пользователь попадает при входе в систему или при выполнении команды cd без аргументов 	
PATH 	список полных имен каталогов, в которых ищется файл при указании его неполного имени. 	
PS1 	основная строка приглашения (по умолчанию $) 	
PS2 	дополнительная строка приглашения (по умолчанию >); в интерактивном режиме перед вводом команды shell'ом выводится основная строка приглашения.
Если нажата клавиша new_line, но для завершения команды требуется дальнейший ввод, то выводится дополнительная строка приглашения 	
IFS 	последовательность символов, являющихся разделителями в командной строке (по умолчанию это <пробел>, <табу

3. Управляющие конструкции

Простая команда - это последовательность слов, разделенная пробелами. Первое слово является именем команды, которая будет выполняться, а остальные будут переданы ей как аргументы. Имя команды передается ей как аргумент номер 0 (т.е. имя команды является значением $0). Значение, возвращаемое простой командой - это ее статус завершения, если она завершилась нормально, или (восьмеричное) 200+статус, если она завершилась аварийно.

Список - это последовательность одного или нескольких конвейеров, разделенных символами ;, &, && или || и быть может заканчивающаяся символом ; или &. Из четырех указанных операций ; и & имеют равные приоритеты, меньшие, чем у && и ||. Приоритеты последних также равны между собой. Символ ; означает, что конвейеры будут выполняться последовательно, а & - параллельно. Операция && (||) означает, что список, следующий за ней будет выполняться лишь в том случае, если код завершения предыдущего конвейера нулевой (ненулевой).

Команда - это либо простая команда, либо одна из управляющих конструкций. Кодом завершения команды является код завершения ее последней простой команды.
3.1. Цикл ДЛЯ

Если часть in <набор> опущена, то это означает in "$@" ( то есть in $1 $2 ... $n). Пример. Вывести на экран все фортранные файлы текущей библиотеки:

3.2. Оператор выбора

Оператор выбора выполняет <список>, соответствующий первому <шаблону>, которому удовлетворяет <переменная>. Форма шаблона та же, что и используемая для генерации имен файлов. Часть | шаблон... может отсутствовать.

Пример. Определить флаги и откомпилировать все указанные файлы.

3.3. Условный оператор.

Выполняется <список1> и, если код его завершения 0, то выполняется <список2>, иначе - <список3> и, если и его код завершения 0, то выполняется <список4>. Если же это не так, то выполняется <список5>. Части elif и else могут отсутствовать.
3.4. Цикл ПОКА

До тех пор, пока код завершения последней команды <списка1> есть 0, выполняются команды <списка2>. При замене служебного слова while на until условие выхода из цикла меняется на противоположное.

В качестве одной из команд <списка1> может быть команда true (false). По этой команде не выполняется никаких действий, а код завершения устанавливается 0 (-1). Эти команды применяются для организации бесконечных циклов. Выход из такого цикла можно осуществить лишь по команде break (см. Специальные команды).
3.5. Функции

<имя> () {
<список>;
}

Определяется функция с именем <имя>. Тело функции - <список>, заключенный между { и }.
3.6. Зарезервированные слова

Следующие слова являются зарезервированными:

3.7. Специальные команды

Как правило, для выполнения каждой команды shell порождает отдельный процесс. Специальные команды отличаются тем, что они встроены в shell и выполняются в рамках текущего процесса.
[CODE]: Пустая команда. Возвращает нулевой код завершения.
. file Shell читает и выполняет команды из файла file, затем завершается; при поиске file используется список поиска $PATH.
break [n] Выход из внутреннего for или while цикла; если указано n, то выход из n внутренних циклов.
continue [n] Перейти к следующей итерации внутреннего for или while цикла; если указано n, то переход к следующей итерации n-ого цикла.
cd [ <аргумент> ] Сменить текущую директорию на директорию <аргумент>. По умолчанию используется значение HOME.
echo [ <арг> ... ] Выводит свои аргументы в стандартный вывод, разделяя их пробелами.
eval [ <арг> ... ] Аргументы читаются, как если бы они поступали из стандартного ввода и рассматриваются как команды, которые тут же и выполняются.
exec [ <арг> ... ] Аргументы рассматриваются как команды shell'а и тут же выполняются, но при этом не создается нового процесса. В качестве аргументов могут быть указаны направления ввода-вывода и, если нет никаких других аргументов, то будет изменено лишь направление ввода-вывода текущей программы.
exit [ n ] Завершение выполнения shell'а с кодом завершения n. Если n опущено, то кодом завершения будет код завершения последней выполненной команды (конец файла также приводит к завершению выполнения).
export [ <переменная> ... ] Данные переменные отмечаются для автоматического экспорта в окружение (см. Окружение) выполняемых команд. Если аргументы не указаны, то выводится список всех экспортируемых переменных. Имена функций не могут экспортироваться.
hash [ -r ] [ <команда> ... ] Для каждой из указанных команд определяется и запоминается путь поиска. Опция -r удаляет все запомненные данные. Если не указан ни один аргумент, то выводится информация о запомненных командах: hits - количество обращений shell'а к данной команде; cost - объем работы для обнаружения команды в списке поиска; command - полное имя команды. В некоторых ситуациях происходит перевычисление запомненных данных, что отмечается значком * в поле hits.
pwd Выводит имя текущей директории.
read [ <переменная> ... ] Читается из стандартного ввода одна строка; первое ее слово присваивается первой переменной, второе - второй и т.д., причем все оставшиеся слова присваиваются последней переменной.
readonly [ <переменная> ... ] Запрещается изменение значений указанных переменных. Если аргумент не указан , то выводится информация обо всех переменных типа readonly.
return [ n ] Выход из функции с кодом завершения n. Если n опущено, то кодом завершения будет код завершения последней выполненной команды.
set [ --aefkntuvx [ <арг> ... ] ] Команда устанавливает следующие режимы:
-a отметить переменные, которые были изменены или созданы, как переменные окружения (см. Окружение)
-e если код завершения команды ненулевой, то немедленно завершить выполнение shell'а
-f запретить генерацию имен файлов
-k все переменные с именем помещаются в окружение команды, а не только те, что предшествуют имени команды (см. Окружение)
-n читать команды, но не выполнять их
-t завершение shell'а после ввода и выполнения одной команды
-u при подстановке рассматривать неустановленные переменные как ошибки
-v вывести вводимые строки сразу после их ввода
-x вывести команды и их аргументы перед их выполнением
-- не изменяет флаги, полезен для присваивания позиционным переменным новых значений.
При указании + вместо - каждый из флагов устанавливает противоположный режим. Набор текущих флагов есть значение переменной $-. <арг> - это значения, которые будут присвоены позиционным переменным $1, $2 и т.д. Если все аргументы опущены, выводятся значения всех переменных.
shift [ n ] Позиционные переменные, начиная с $(n+1), переименовываются в $1 и т.д. По умолчанию n=1.
test вычисляет условные выражения (см. Дополнительные сведения. Test )
trap [ <арг> ] [ n ] ... Команда <арг> будет выполнена, когда shell получит сигнал n (см. Сигналы). (Надо заметить, что <арг> проверяется при установке прерывания и при получении сигнала). Команды выполняются по порядку номеров сигналов. Любая попытка установить сигнал, игнорируемый данным процессом, не обрабатывается. Попытка прерывания по сигналу 11 (segmentation violation) приводит к ошибке. Если <арг> опущен, то все прерывания устанавливаются в их начальные значения. Если <арг> есть пустая строка, то этот сигнал игнорируется shell'ом и вызываемыми им программами. Если n=0, то <арг> выполняется при выходе из shell'а. Trap без аргументов выводит список команд, связанных с каждым сигналом.
...
[/SIZE]
При написании статьи были использованы материалы с сайтов: http://www.citforum.ru , http://www.linuxcenter.ru/