DJ8-1 shell 的启动和终止、重定向、管道

8.1 shell 的启动和终止

8.2 输入输出重定向

8.2.0 标准输入输出

Linux 系统中的 shell 具有两大功能：

是一个命令解释器：解释用户发出的各种操作系统命令
是一种程序设计语言：功能强大，可包容引用所有的操作系统命令和可执行程序

8.1 shell 的启动和终止

1、shell 的启动

当系统启动时，OS 的核心程序 init 自动为每一个终端建立一个名为 getty 的进程。getty 进程在终端屏幕上显示：

login:    # 提示输入用户名
passwd:   # 提示输入密码

系统接收密码并与 /etc/passwd 文件中用户相关信息相比较，如果一致，则进入系统。系统根据 /etc/passwd 文件中的相关参数给该用户启动一个指定类型的 shell 进程，专门用于解释执行该用户发出的各种命令。

/etc/passwd

至此，终端屏幕上显示 “$”，表明 shell 已经启动完毕，等待用户的输入：

2、shell 的终止

当用户发出 exit 或 logout 命令时，shell 程序终止运行，该用户退出系统：

$ exit

系统将再次为该终端建立一个 getty 进程，等待用户的下一次登录。

8.2 输入输出重定向

如果一个进程在运行时需要输入输出数据，在缺省状况下是：

从标准输入上读入数据
向标准输出上输出结果

利用 shell 的重定向操作符，可以把进程的输入输出数据重新定向到任意其它文件。

8.2.0 标准输入输出

在 shell 程序中，最常使用的文件描述符 FD（file descriptor）有三个，分别是：

fd = 0    标准输入stdin：键盘
fd = 1    标准输出stdout：荧光屏
fd = 2    标准错误输出stderr：荧光屏

默认情况举例

$ cat file  运行结果（file的内容）送到标准输出荧光屏

$ passwd  所需数据（新老口令）从标准输入键盘读入

$ ls -Y abc  我们故意写了一个错误选项-Y
ls: invalid option –Y  错误信息送到标准错误输出（荧光屏）上显示

重定向举例

重定向不写任何数字时默认为 "1"，因此 "1>" 可以省略为 ">"
"2" 在使用时需要特别写明，不然就会被认为是 "1"
"&>" 是 "1&2>" 的缩写，其实 "&" 可以理解为且
"1" 是指标准输出，"&1" 是指标准输出的地址

1> &2 把标准输出重定向到标准错误
2> &1 把标准错误输出重定向到标准输出
&> filename 把标准输出和标准错误输出都重定向到文件filename中

& 是一个描述符。如果没有 "&"，系统会误认为 "> 1" 后面的 "1" 是一个文件名，当找不到这个名称为 "1" 的文件时就会新建一个名称为 "1" 的文件。

8.2.1 输出重定向 >

1、语法格式

进程输出覆盖文件 filename：

command > filename

进程输出追加到文件 filename 后面，不覆盖 filename：

command >> filename

注意：> 或 >> 的前后必须保留一个空格，command 和 filename 是根据你的实际情况填写的。

例如：默认情况下使用 cat 命令，将会把文件 myfile 的内容输出到标准输出文件荧光屏上：

$ cat myfile

现在使用重定向，把文件 myfile 的内容输出到文件 newfile 中，标准输出已被重新定向到 newfile，其结果相当于拷贝文件 myfile 到文件 newfile：

$ cat myfile > newfile

或者把文件 myfile 的内容添加到文件 newfile 已有内容的后面，而不是覆盖 newfile：

$ cat myfile >> newfile

2、应用举例

① 按字母顺序显示当前系统中所有已登录的用户

依次输入以下命令，除了 $ 和汉字说明：

$ who > temp1          把当前登录用户的名单保存在temp1中
$ sort temp1 > temp2   把排序后的名单保存在temp2中
$ more temp2           逐屏显示排好序的用户名单
$ rm temp1 temp2       删除不用的临时文件

who：查询当前登录用户的名单
sort：输出时对文件内容进行排序，并不会改变文件内容
more：逐屏显示文件内容，敲一下回车才会换页
cat：直接显示文件全部内容，通过滚轮滑动查看
rm：删除文件

② 记录长时间运行程序的日志

将运行中的信息追加到文件 run_log 中，便于随时查询：

$ system_monitor >> run_log

8.2.2 输入重定向 <

进程的输入来自文件 filename，可记忆成 command ← filename：

command < filename

例如：把输入内容——文件 ive 内容——送到标准输出荧光屏：

$ cat < ive

I have ive.
I've ive.
minive

效果等价于查看文件 ive 内容：

$ cat ive

例如：若 cat 命令后无文件名，则 cat 会等待键盘输入：

$ cat

abcde  键盘输入内容
abcde  cat进程输出内容

this is a test line  键盘输入内容
this is a test line  cat进程输出内容

效果就是你输入什么它输出什么。

8.2.3 常见输入输出重定向形式

8.2.4 标准错误输出重定向

进程运行中的错误信息重定向到文件 filename：

command 2> filename

注意：2 和 > 之间没有空格。

例如：在编译过程中如果出现 core.c 不存在或不能读，以及 core_prt 没有写权限等错误，则把错误信息保存在文件 err.log 中：

$ gcc -o core_prt core.c 2> err.log

把连接后的 file1 和 file2 输出到 file3 中。如果该命令在运行过程中出现错误，则把错误信息输出到文件 errfile 中：

$ cat file1 file2 > file3 2> errfile

本例中 grep 命令的标准输出被重定向到了 count_log 文件，而标准错误输出又被重定向到了标准输出，因此无论是正常输出还是错误信息都会被送到 count_log：

$ grep string6 data_sav > count_log 2> &1

事实上，“&1” 表示标准输出的地址，而不是标准输出

8.3 管道

1、语法格式

管道用于连接两个命令，它把前一个命令的标准输出重定向给后一个命令作为标准输入：

对 command1 来说，其标准输出被重定向到管道
对 command2 来说，其标准输入也被重定向到管道

❤ 管道的使用格式为：

command1 | command2

可以把前面举的例子：

$ who > temp1          把当前登录用户的名单保存在temp1中
$ sort temp1 > temp2   把排序后的名单保存在temp2中
$ more temp2           逐屏显示排好序的用户名单
$ rm temp1 temp2       删除不用的临时文件

化简为如下形式，即 who 的输出作为 sort 的输入，sort 的输出作为 more 的输入：

$ who | sort | more

这样就省去了两个中间文件。

2、应用举例

查看系统当前有几个用户在上机使用系统：

$ who | wc –l

wc (Word Count)：统计指定文件中的字节数、字数、行数，并将统计结果显示输出
-l，--lines：统计行数

把文件 myfile 按标准打印格式处理后，送到打印机打印出来，原文件 myfile 并未作任何修改：

$ pr myfile | lp

在包含所有用户名单的文件 user_list 中，查找包含 student 的行，并把结果排序后输出到文件 stu_list 中，此例为管道和输出重定向的混合使用：

$ grep student user_list | sort > stu_list

grep [options] [pattern] filename
功能：对目标文本逐行进行匹配检查，打印匹配到的行
-i：忽略字符的大小写
-o：仅显示匹配到的字符串本身