Терминал и командная строка

Интерпретатор командной строки (shell)

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 - 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- язык управления системой. Все команды, которые использовал Мефодий в работе, были частью именно этого языка.

Из этого несложно заключить, что обрабатывать эти команды, превращать их в последовательность системных и библиотечных вызовов должна тоже какая-нибудь специальная программа, и именно с ней непрерывно ведет 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 все управление системой идет как бы "изнутри" нее: 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 ее, иногда - преобразует по определенным 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 то, о чем ее 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 ее, 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" ^{6Игра слов: "Bourne Again" вслух читается как "born again", т. е. "возрождённый".} . bash превосходит sh во всем, особенно в возможностях редактирования командной строки. Помимо sh и bash в системе может быть установлен "The Z Shell", zsh, самый мощный на сегодня командный интерпретатор (шутка ли, 22 тысячи строк документации!), или tcsh, обновленная и тоже очень мощная версия старой оболочки "C Shell", синтаксис команд которой похож на язык программирования Си.

Когда Гуревич добавлял учетную запись Мефодия в систему, он не стал спрашивать, 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 - так называемый стартовый командный интерпретатор ( login shell ), - это часть пользовательской учетной записи, которую пользователь может изменить командой chsh (change shell).

Какая бы задача, связанная с управлением системой, ни стояла перед пользователем Linux, она должна иметь решение в терминах командного интерпретатора. Фактически, решение пользовательской задачи - это описание ее 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.

Рис. 2.2. Интерфейс командной строки. Издание второе, переработанное и дополненное. Взаимодействие пользователя с компьютером посредством терминала и оболочки.

Команды и утилиты

[methody@localhost methody]$ apropos s
 . . . (четыре с половиной тысячи строк!)

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 все, что вводит пользователь. Ему достаточно разобрать командную строку, выделить из нее 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:

[methody@localhost methody]$ type info
    info is /usr/bin/info
[methody@localhost methody]$ type echo
    echo is a shell builtin
[methody@localhost methody]$ type -a echo
    echo is a shell builtin
    echo is /bin/echo
[methody@localhost methody]$ type -a -t echo
    builtin
    file
[methody@localhost methody]$ type -a -t date
    file
[methody@localhost methody]$ type -at cat
    file

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 ее выполнение уходит существенно меньше, командный интерпретатор выберет именно ее, если будет такая возможность. Ключ " -a " ("all", 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 уменьшать длину командной строки подобным образом. 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 все-таки может попасть между словами способом, описанным в лекциях 6 и 7). Количество разделителей между двумя соседними словами значения не имеет.

Первое слово в тройке передается 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:

[methody@localhost methody]$ echo One   Two   Three
    One Two Three
[methody@localhost methody]$ echo One   "Two   Three"
    One Two         Three
[methody@localhost methody]$ echo 'One
> 
> Ой. И что дальше?
> А, кавычки забыл!'
    One
    Ой. И что дальше?
    А, кавычки забыл!
[methody@localhost methody]$

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!' ". Все время ввода bash услужливо выдавал Мефодию подсказку " > " - в знак того, что набор командной строки продолжается, но в режиме ввода содержимого кавычек.