Оболочка bash

В этой лекции мы рассмотрим работу с системой Linux в текстовом режиме, другими словами, с консоли или терминала. Начинающему пользователю может казаться, что он никогда не будет работать в этом режиме, поскольку существует графический режим. Однако это мнение ошибочно, ибо многие действия оказывается быстрее и удобнее выполнять именно в текстовом режиме. Даже находясь в графическом режиме, вы часто будете открывать окно эмулятора терминала, и выполнять необходимые действия в этом окне. Ведь текстовый режим ОС Linux - это совсем не то, что текстовый режим однозадачной MS-DOS. Поскольку Linux - это многозадачная ОС, уже в текстовом режиме обеспечивается возможность работы в нескольких окнах (о переключении терминалов мы рассказали в "Первый запуск ОС Linux" ). А для редактирования простого текста или html-файла вовсе не обязательно запускать достаточно тяжеловесную и медленную (особенно на "слабых" компьютерах) графическую оболочку.

Что такое оболочка?

Как уже упоминалось выше, хотя мы часто говорим, что "пользователь работает с операционной системой", фактически это не верно, поскольку на деле взаимодействие с пользователем организует специальная программа. Существует два вида таких программ - оболочка, или shell, для работы в текстовом режиме (интерфейс командной строки) и графический интерфейс пользователя GUI (Graphical User Interface), организующий взаимодействие с пользователем в графическом режиме.

Сразу надо сказать, что в принципе любая программа в Linux может быть запущена как через оболочку (если запущен X-сервер, см. "Программа Midnight Commander" ), так и через графический интерфейс пользователя. Запуск программ из оболочки эквивалентен (двойному) щелчку мышкой по иконке программы в GUI. Передача аргументов программе в текстовом режиме аналогична тому, что мы "бросаем" что-то на иконку программы в графическом. Но, с другой стороны, некоторые программы не приспособлены для запуска через GUI и, соответственно, могут быть исполнены, только из командной строки.

Собственно говоря, название "оболочка" не выдерживает критики. На мой взгляд правильнее было бы называть эту программу командным процессором, как называют command.com в MS DOS, или интерпретатором команд. Но так уж повелось во всех UNIX-системах, что интерпретатор команд для текстового режима называют оболочкой.

Когда-то (в первых UNIX-системах) это была программа с именем sh, которое было сокращением от shell. Потом были разработаны несколько ее улучшенных вариантов, в частности, Bourne shell - расширенная версия sh, написанная Стивом Борном (Steve Bourne). В рамках проекта GNU (проект Р.Столлмана по разработке свободного ПО, см. www.gnu.org) была создана оболочка bash, название которой расшифровывается как Bourne-again shell, т. е. "снова оболочка Борна". По-английски в этом названии просматривается еще и игра слов, связанная с тем, что Bourne звучит как borne (рождаться, рожденный), и получается "заново рожденная shell". Оболочка bash была написана Брайеном Фоксом (Brian Fox - основной разработчик) и Четом Рэми (Chet Ramey). Именно bash мы и будем далее рассматривать, и всюду ниже, где говорится об оболочке вообще, вы смело можете считать, что речь идет о bash.

Сама по себе оболочка bash не выполняет никаких прикладных задач. Но она обеспечивает выполнение всех приложений: нахождение вызываемых программ, их запуск и организацию ввода/вывода. Кроме того, оболочка отвечает за работу с переменными окружения и выполняет некоторые преобразования (подстановки) аргументов. Но главное свойство оболочки, которое делает ее мощным инструментом пользователя - это то, что она включает в себя простой язык программирования. Как давно доказано в математике, любой алгоритм можно построить из пары-тройки основных операций и одного условного оператора. Реализацию условных операторов (а также операторов цикла) и берет на себя оболочка. Она использует все остальные утилиты и программы (и те, которые имеются в составе операционной системы, и те, что устанавливаются отдельно) как базовые операции поддерживаемого ею языка программирования, обеспечивает передачу им аргументов, а также передачу результатов их работы другим программам или пользователю. В результате получается очень мощный язык программирования. И в этом основная сила и одна из существенных функций оболочки.

Прежде чем читать дальше этот раздел, вернитесь ненадолго к "Первый запуск ОС Linux" и еще раз просмотрите основные комбинации клавиш, используемые для управления вводом в текстовом режиме. Вспомните по крайней мере то, как пользоваться клавишами <Ctrl>+<C>, <Ctrl>+<D>, <Tab> и клавишами со стрелками.

Специальные символы

Оболочка bash использует несколько символов из числа 256 символов набора ASCII в специальных целях, либо для обозначения некоторых операций, либо для преобразования выражений. В число таких символов входят символы:

` ~ ! @ # $ % ^ & * ( ) _ - [ ] { } : ; ' " / \ > <

а также символ с кодом 0, символ возврата каретки (генерируемый клавишей <Enter>) и пробел. В зависимости от ситуации эти специальные символы могут трактоваться либо в их специальном значении, либо в буквальном, т. е. как литералы. Но мы в основном будем предполагать, что все эти символы зарезервированы и не должны использоваться в качестве литералов. Это касается в первую очередь использования их в именах файлов и каталогов, о чем мы уже говорили в "Знакомство с файловой системой ext2fs" . Однако символы _, - и . (знак подчеркивания, дефис и точка) часто используются в именах файлов, так что именно этот пример показывает, что специальное значение эти символы имеют не всегда. В именах файлов только символы точки (.) и слэша (/) имеют специальное значение. Символ слэша служит для разделения имен отдельных каталогов, а точка имеет специальное значение только если она является первым символом в имени файла (что означает, что файл является "скрытым").

Давать сейчас точное определение того, какое специальное значение и в каких ситуациях имеет тот или иной специальный символ, нецелесообразно. Мы будем рассматривать их постепенно в следующих разделах, по мере того, как они потребуются. Однако есть три символа, которые имеют особое значение и которые поэтому необходимо рассмотреть в первую очередь.

Символ \ (обратный слэш) можно назвать "символом отмены специального значения" для любого из специальных символов, который стоит сразу вслед за \. Например, если мы хотим использовать символ пробела в имени файла, мы должны вместо простого пробела поставить \. Например, возможна следующая команда:

[user]$ cp two_words two\ words

Символы ' и " (одинарные и двойные кавычки) могут быть названы "символами цитирования". Любой из этих символов всегда используется в паре с его копией для обрамления какого-то выражения, совсем как в обычной прямой речи. Если какой-то текст взят в одинарные кавычки, то все символы внутри этих кавычек воспринимаются как литералы, никаким из них не придается специального значения. Если вернуться к тому же примеру с пробелами в имени файла, то можно сказать, что для того, чтобы дать файлу имя "two words" надо взять имя в кавычки:

[user]$ cp two_words 'two words'

Различие в использовании символов ' и " состоит в том, что внутри одинарных кавычек теряют специальное значение все символы, а внутри двойных кавычек - все специальные символы кроме $, ' и \ (знака доллара, одинарных кавычек и обратного слэша).