Linux下的Shell工作原理

Linux系統(tǒng)提供給用戶的最重要的系統(tǒng)程序是Shell命令語言解釋程序。它不屬于內(nèi)核部分，而是在核心之外，以用戶態(tài)方式運(yùn)行。其基本功能是解釋并執(zhí)行用戶打入的各種命令，實(shí)現(xiàn)用戶與Linux核心的接口。系統(tǒng)初啟后，核心為每個終端用戶建立一個進(jìn)程去執(zhí)行Shell解釋程序。它的執(zhí)行過程基本上按如下步驟： (1)讀取用戶由鍵盤輸入的命令行。 (2)分析命令，以命令名作為文件名，并將其它參數(shù)改造為系統(tǒng)調(diào)用execve( )內(nèi)部處理所要求的形式。 (3)終端進(jìn)程調(diào)用fork( )建立一個子進(jìn)程。 (4)終端進(jìn)程本身用系統(tǒng)調(diào)用wait4( )來等待子進(jìn)程完成（如果是后臺命令，則不等待）。當(dāng)子進(jìn)程運(yùn)行時調(diào)用execve( )，子進(jìn)程根據(jù)文件名（即命令名）到目錄中查找有關(guān)文件（這是命令解釋程序構(gòu)成的文件），將它調(diào)入內(nèi)存，執(zhí)行這個程序（解釋這條命令）。 (5)如果命令末尾有&號（后臺命令符號），則終端進(jìn)程不用系統(tǒng)調(diào)用wait4( )等待，立即發(fā)提示符，讓用戶輸入下一個命令，轉(zhuǎn)⑴。如果命令末尾沒有&號，則終端進(jìn)程要一直等待，當(dāng)子進(jìn)程（即運(yùn)行命令的進(jìn)程）完成處理后終止，向父進(jìn)程（終端進(jìn)程）報告，此時終端進(jìn)程醒來，在做必要的判別等工作后，終端進(jìn)程發(fā)提示符，讓用戶輸入新的命令，重復(fù)上述處理過程。---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Linux系統(tǒng)的shell作為操作系統(tǒng)的外殼，為用戶提供使用操作系統(tǒng)的接口。它是命令語言、命令解釋程序及程序設(shè)計(jì)語言的統(tǒng)稱。 shell是用戶和Linux內(nèi)核之間的接口程序，如果把Linux內(nèi)核想象成一個球體的中心，shell就是圍繞內(nèi)核的外層。當(dāng)從shell或其他程序向Linux傳遞命令時，內(nèi)核會做出相應(yīng)的反應(yīng)。 shell是一個命令語言解釋器，它擁有自己內(nèi)建的shell命令集，shell也能被系統(tǒng)中其他應(yīng)用程序所調(diào)用。用戶在提示符下輸入的命令都由shell先解釋然后傳給Linux核心。 有一些命令，比如改變工作目錄命令cd，是包含在shell內(nèi)部的。還有一些命令，例如拷貝命令cp和移動命令rm，是存在于文件系統(tǒng)中某個目錄下的單獨(dú)的程序。對用戶而言，不必關(guān)心一個命令是建立在shell內(nèi)部還是一個單獨(dú)的程序。 shell首先檢查命令是否是內(nèi)部命令，若不是再檢查是否是一個應(yīng)用程序（這里的應(yīng)用程序可以是Linux本身的實(shí)用程序，如ls和rm，也可以是購買的商業(yè)程序，如xv，或者是自由軟件，如emacs）。然后shell在搜索路徑里尋找這些應(yīng)用程序（搜索路徑就是一個能找到可執(zhí)行程序的目錄列表）。如果鍵入的命令不是一個內(nèi)部命令并且在路徑里沒有找到這個可執(zhí)行文件，將會顯示一條錯誤信息。如果能夠成功找到命令，該內(nèi)部命令或應(yīng)用程序?qū)⒈环纸鉃橄到y(tǒng)調(diào)用并傳給Linux內(nèi)核。 shell的另一個重要特性是它自身就是一個解釋型的程序設(shè)計(jì)語言，shell程序設(shè)計(jì)語言支持絕大多數(shù)在高級語言中能見到的程序元素，如函數(shù)、變量、數(shù)組和程序控制結(jié)構(gòu)。shell編程語言簡單易學(xué)，任何在提示符中能鍵入的命令都能放到一個可執(zhí)行的shell程序中。 當(dāng)普通用戶成功登錄，系統(tǒng)將執(zhí)行一個稱為shell的程序。正是shell進(jìn)程提供了命令行提示符。作為默認(rèn)值（TurboLinux系統(tǒng)默認(rèn)的shell是BASH），對普通用戶用“$”作提示符，對超級用戶（root）用“#”作提示符。 一旦出現(xiàn)了shell提示符，就可以鍵入命令名稱及命令所需要的參數(shù)。shell將執(zhí)行這些命令。如果一條命令花費(fèi)了很長的時間來運(yùn)行，或者在屏幕上產(chǎn)生了大量的輸出，可以從鍵盤上按ctrl+c發(fā)出中斷信號來中斷它（在正常結(jié)束之前，中止它的執(zhí)行）。 當(dāng)用戶準(zhǔn)備結(jié)束登錄對話進(jìn)程時，可以鍵入logout命令、exit命令或文件結(jié)束符（EOF）（按ctrl+d實(shí)現(xiàn)），結(jié)束登錄。