嵌入式开发之Linux操作系统的内核kernel与用户之间的绝缘层-Shell详解

2017年07月01日 09:07    技术小白
关键词: Linux操作系统 , shell
嵌入式开发之Linux操作系统的内核kernel与用户之间的绝缘层-Shell详解

什么是shell?Shell是一个命令解析器,是介于Linux操作系统的内核(kernel)与用户之间的一个绝缘层。shell脚本就是讲各类命令预先放入其中,方便一次性执行的一个程序文件,主要用于方便管理员进行设置或者管理。

序员的角度来看, Shell本身是一种用C语言编写的程序,从用户的角度来看,Shell是用户与linux操作系统沟通的桥梁。用户既可以输入命令执行,又可以利用 Shell脚本编程,完成更加复杂的操作。在Linux GUI日益完善的今天,在系统管理等领域,Shell编程仍然起着不可忽视的作用。深入地了解和熟练地掌握Shell编程,是每一个Linux用户的必修功课之一。

Linux的Shell种类众多,常见的有:Bourne Shell(/usr/bin/sh或/bin/sh)、Bourne Again Shell(/bin/bash)、C Shell(/usr/bin/csh)、K Shell(/usr/bin/ksh)、Shell for Root(/sbin/sh),等等。不同的Shell语言的语法有所不同,所以不能交换使用。每种Shell都有其特色之处,基本上,掌握其中任何一种就足够了。在本文中,我们关注的重点是Bash,也就是Bourne Again Shell,由于易用和免费,Bash在日常工作中被广泛使用;同时,Bash也是大多数Linux系统默认的Shell。在一般情况下,人们并不区分 Bourne Shell和Bourne Again Shell,所以,在下面的文字中,我们可以看到#!/bin/sh,它同样也可以改为#!/bin/bash。

利用vi等文本编辑器编写Shell脚本的格式是固定的,如下:

[cpp] view plain copy
1. #!/bin/sh   
2.   
3. #comments   
4.   
5. Your commands go here  

首行中的符号#!告诉系统其后路径所指定的程序即是解释此脚本文件的Shell程序。如果首行没有这句话,在执行脚本文件的时候,将会出现错误。后续的部分就是主程序,Shell脚本像高级语言一样,也有变量赋值,也有控制语句。除第一行外,以#开头的行就是注释行,直到此行的结束。如果一行未完成,可以在行尾加上",这个符号表明下一行与此行会合并为同一行。

编辑完毕,将脚本存盘为filename.sh,文件名后缀sh表明这是一个Bash脚本文件。执行脚本的时候,要先将脚本文件的属性改为可执行的:

chmod +x filename.sh

执行脚本的方法是:

./filename.sh

下面我们从经典的“hello world”入手,看一看最简单的Shell脚本的模样。

[cpp] view plain copy
1. #!/bin/sh   
2. #print hello world in the console window   
3. a = "hello world"   
4. echo $a   

Shell Script是一种弱类型语言,使用变量的时候无需首先声明其类型。新的变量会在本地数据区分配内存进行存储,这个变量归当前的Shell所有,任何子进程都不能访问本地变量。这些变量与环境变量不同,环境变量被存储在另一内存区,叫做用户环境区,这块内存中的变量可以被子进程访问。变量赋值的方式是:

variable_name = variable_value

如果对一个已经有值的变量赋值,新值将取代旧值。取值的时候要在变量名前加$,$variable_name可以在引号中使用,这一点和其他高级语言是明显不同的。如果出现混淆的情况,可以使用花括号来区分,例如:

echo "Hi, $as"

就不会输出“Hi, hello worlds”,而是输出“Hi,”。这是因为Shell把$as当成一个变量,而$as未被赋值,其值为空。正确的方法是:

echo "Hi, ${a}s"

单引号中的变量不会进行变量替换操作。

关于变量,还需要知道几个与其相关的Linux命令。

env用于显示用户环境区中的变量及其取值;set用于显示本地数据区和用户环境区中的变量及其取值;unset用于删除指定变量当前的取值,该值将被指定为NULL;export命令用于将本地数据区中的变量转移到用户环境区。

下面我们来看几个例子,结合这个例子,我们来讲述Shell Script的语法。

shell程序设计

一、使用test 测试编写 unload  程序,达到文件卸载的功能。

主要考察的是判断语句的使用 test

代码如下:

[cpp] view plain copy
1. #!/bin/bash  
2. #upload program to backup and remove files  
3. #syntax:unload directory  
4. #check arguments  
5. if [ $# -ne 1 ]  
6. then  
7.     echo "usage0<directory>"  
8.     exit  
9. fi  
10. #check for valid directory name  
11. if [ ! -d $1 ]  
12. then  
13.     echo "$1 is not a directory"  
14.     exit  
15. fi  
16.   
17. cd $1  
18. ls -a|cpio -o >/dev/null  
19. if [ $? -eq 0 ]  
20. then   
21.     rm -rf *  
22. else  
23.     echo "A problem has occured in creating backup"  
24.     echo "The directory will not be creased"  
25.     echo "lease check the backup device"  
26.     exit 3  
27. fi  
28. #end of unload  

1、修改文件属性为其添加可执行权限

[cpp] view plain copy
1. fs@ubuntu:~/qiang/shell$ chmod 777 shell1.sh  

2、查看test

[cpp] view plain copy
1. fs@ubuntu:~/qiang/shell$ ls tmp  
2. prog2.sh  prog5.sh  prog7.sh  sh2.sh  sh4.sh  sh6.sh  
3. prog3.sh  prog6.sh  sh1.sh    sh3.sh  sh5.sh  sh7.sh  

3、执行脚本文件

[cpp] view plain copy
1. fs@ubuntu:~/qiang/shell$ ./shell1.sh tmp
2. 9 blocks  

4、结果:
[cpp] view plain copy
1. fs@ubuntu:~/qiang/shell$ ls tmp  
2. fs@ubuntu:~/qiang/shell$   

结果目录里没有文件
附:这里简单讲解一下cpio命令的使用
cpio [选项] > 文件名或者设备名
cpio [选项] < 文件名或者设备名

[功能]
cpio命令是通过重定向的方式将文件进行打包备份,还原恢复的工具,它可以解压以“.cpio”或者“.tar”结尾的文件。

[描述]
选项说明:详细选项说明参看下表
选项 含义
-o 将文件拷贝打包成文件或者将文件输出到设备上。
-i 将打包文件解压或者将设备上的备份还原到系统。
-t 查看cpio打包的文件内容或者输出到设备上的文件内容。
-v 显示打包过程中的文件名称。
-d 在cpio还原文件的过程中,自动的建立相应的目录。
-c 一种较新的存储方式。
-B 让默认的Blocks可以增大到5120 bytes,默认Blocks为512 bytes,这样做的好处是可以加快存取速度。

注意,

1)cpio恢复的路径,如果cpio在打包备份的时候用的是绝对路径,那么在恢复的时候会自动恢复到这些绝对路径下,同理,如果在打包备份用的是相对路径,还原时也将恢复到相对路径下。

2)cpio无法直接读取文件,它需要每个文件或者目录的完整路径名才能识别读取,而find命令的输出刚好做到了这点,因此,cpio命令一般和find命令配合使用。

3)cpio恢复的时候不会自动覆盖同名文件。

4)不会创建目录而是直接解压到当前文件夹。

二、编写脚本你查看当前目录下的文件属性(是普通文件还是目录)

考察的是for语句和判断语句if...else...
代码如下:

[cpp] view plain copy
1. #!/bin/bash  
2.   
3. for i in *  
4. do  
5.     if [ -f $i ]  
6.     then  
7.         echo "$i is a file"  
8.     else  
9.         if [ -d $i ]  
10.         then  
11.             echo "$i is a directory"  
12.         fi  
13.     fi  
14. done  

1、修改文件属性为其添加可执行权限

[cpp] view plain copy
1. fs@ubuntu:~/qiang/shell$ chmod 777 shell2.sh  

2、执行脚本文件
[cpp] view plain copy
1. fs@ubuntu:~/qiang/shell$ ./shell2.sh

3、结果:

[cpp] view plain copy
1. fs@ubuntu:~/qiang/shell$ ./shell2.sh  
2. prog2.sh is a file  
3. prog3.sh is a file  
4. prog5.sh is a file  
5. prog6.sh is a file  
6. prog7.sh is a file  
7. sh1.sh is a file  
8. sh2.sh is a file  
9. sh3.sh is a file  
10. sh4.sh is a file  
11. sh5.sh is a file  
12. sh6.sh is a file  
13. sh7.sh is a file  
14. shell1.sh is a file  
15. shell2.sh is a file  
16. tmp is a directory  
17. fs@ubuntu:~/qiang/shell$   

三、Shell 函数使用实例

[cpp] view plain copy
1. #!/bin/bash  
2.   
3. check_user()  
4. {  
5.     usr=`who | grep $1 | wc -l`  
6.     if [ $usr -eq 0 ]  
7.     then  
8.         return 0  
9.     else  
10.         return 1  
11.     fi  
12. }  
13.   
14. while true  
15. do  
16.     echo "Input username:"  
17.     read username  
18.     check_user $username  
19.     if [ $? -eq 1 ]  
20.     then   
21.         echo "usr $username online"  
22.     else  
23.         echo "usr $username offline"  
24.     fi  
25. done  

输出结果:



附:
shell、控制台、终端的区别:
终端(terminal,或者叫物理终端):
是一种设备,不是一个程序,一般说的就是能提供命令行用户界面的设备,典型的是屏幕和键盘,或其他的一些物理终端。

虚拟终端:
屏幕和键盘只是一个终端,可能不够用,又不想增加设备投入,就产生了虚拟终端。
gnome-terminal,urxvt,mlterm,xterm等等是一个程序,职责是模拟终端设备,和虚拟终端的区别表面上在于它以 GUI 形式的窗口出现,内部则是程序结构和系统控制结构有所不同,但本质上差不多。

控制台(console):
显示系统消息的终端就叫控制台,Linux 默认所有虚拟终端都是控制台,都能显示系统消息。

shell:
shell是一个抽象概念,shell的一切操作都在计算机内部,负责处理人机交互,执行脚本等,是操作系统能正常运行的重要组成部分,bash,ash,zsh,tcsh等是shell这个抽象概念的一种具体的实现,都是一个程序,都能生成一个进程对象。


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