Linux下的Shell工作原理

Linux系統提供給用戶的最重要的系統程序是Shell命令語言解釋程序。它不屬于內核部分，而是在核心之外，以用戶態方式運行。其基本功能是解釋并執行用戶打入的各種命令，實現用戶與Linux核心的接口。系統初啟后，核心為每個終端用戶建立一個進程去執行Shell解釋程序。它的執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，并將其它參數改造為系統調用execve( )內部處理所要求的形式。 (3)終端進程調用fork( )建立一個子進程。 (4)終端進程本身用系統調用wait4( )來等待子進程完成（如果是后臺命令，則不等待）。當子進程運行時調用execve( )，子進程根據文件名（即命令名）到目錄中查找有關文件（這是命令解釋程序構成的文件），將它調入內存，執行這個程序（解釋這條命令）。 (5)如果命令末尾有&號（后臺命令符號），則終端進程不用系統調用wait4( )等待，立即發提示符，讓用戶輸入下一個命令，轉⑴。如果命令末尾沒有&號，則終端進程要一直等待，當子進程（即運行命令的進程）完成處理后終止，向父進程（終端進程）報告，此時終端進程醒來，在做必要的判別等工作后，終端進程發提示符，讓用戶輸入新的命令，重復上述處理過程。---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Linux系統的shell作為操作系統的外殼，為用戶提供使用操作系統的接口。它是命令語言、命令解釋程序及程序設計語言的統稱。 shell是用戶和Linux內核之間的接口程序，如果把Linux內核想象成一個球體的中心，shell就是圍繞內核的外層。當從shell或其他程序向Linux傳遞命令時，內核會做出相應的反應。 shell是一個命令語言解釋器，它擁有自己內建的shell命令集，shell也能被系統中其他應用程序所調用。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，是存在于文件系統中某個目錄下的單獨的程序。對用戶而言，不必關心一個命令是建立在shell內部還是一個單獨的程序。 shell首先檢查命令是否是內部命令，若不是再檢查是否是一個應用程序（這里的應用程序可以是Linux本身的實用程序，如ls和rm，也可以是購買的商業程序，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用程序（搜索路徑就是一個能找到可執行程序的目錄列表）。如果鍵入的命令不是一個內部命令并且在路徑里沒有找到這個可執行文件，將會顯示一條錯誤信息。如果能夠成功找到命令，該內部命令或應用程序將被分解為系統調用并傳給Linux內核。 shell的另一個重要特性是它自身就是一個解釋型的程序設計語言，shell程序設計語言支持絕大多數在高級語言中能見到的程序元素，如函數、變量、數組和程序控制結構。shell編程語言簡單易學，任何在提示符中能鍵入的命令都能放到一個可執行的shell程序中。 當普通用戶成功登錄，系統將執行一個稱為shell的程序。正是shell進程提供了命令行提示符。作為默認值（TurboLinux系統默認的shell是BASH），對普通用戶用“$”作提示符，對超級用戶（root）用“#”作提示符。 一旦出現了shell提示符，就可以鍵入命令名稱及命令所需要的參數。shell將執行這些命令。如果一條命令花費了很長的時間來運行，或者在屏幕上產生了大量的輸出，可以從鍵盤上按ctrl+c發出中斷信號來中斷它（在正常結束之前，中止它的執行）。 當用戶準備結束登錄對話進程時，可以鍵入logout命令、exit命令或文件結束符（EOF）（按ctrl+d實現），結束登錄。