MIT-Missing Semester

Topic 01: The Shell

什么是 Shell

Shell 是操作系统的最外层，是一个用户跟操作系统之间交互的命令解释器. 它允许“执行程序，输入并获取某种半结构化的输出”. 当可视化界面无法解决问题，调用这些基于命令行或者文本的工具是必要的.

最广泛使用的一种Shell——Bash*(Bourne Again SHell)*

最主要的文本接口：

1	missing:~$

主机名：missing
当前工作目录：~(home)

一些例子：

1 2	missing:~$ date Fri 10 Jan 2020 11:49:31 AM EST

missing:~$ echo hello
hello
missing:~$ echo hello\ world
hello world

shell 基于空格分隔命令并解析，然后执行第一个单词代表的程序。如果传递的参数包含空格，需要通过\进行转义。eg. My\ Photos

missing:~$ echo $PATH
/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin
missing:~$ which echo
/bin/echo
missing:~$ /bin/echo $PATH
/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin

shell 实际上是个编程环境，具备变量、条件、循环和函数。
当要求 shell 执行某个指令时，会在环境变量 $PATH 下搜索 : 分隔的一系列目录，搜索以你的指令名命名的程序，当找到便执行（若可执行）
确定程序名具体代表哪个程序，可以使用 which 程序
也可以直接指定路径（绝对路径）来执行程序，绕过 $PATH

在 Shell 中导航

绝对路径：能完全确定文件位置的路径，从根目录/文件系统的顶部开始。在 Linux 文件系统中以 / 开头，在 Windows下每个盘有根目录，eg C:\

相对路径：相对于当前工作目录的路径。

missing:~$ pwd
/home/missing
missing:~$ cd /home
missing:/home$ pwd
/home
missing:/home$ cd ..
missing:/$ pwd
/
missing:/$ cd ./home
missing:/home$ pwd
/home
missing:/home$ cd missing
missing:~$ pwd
/home/missing
missing:~$ ../../bin/echo hello
hello

获取当前工作目录：pwd
切换目录：cd
相对路径表示中：. 当前目录；.. 父目录
~ 扩展到主目录，可以用来写相对路径 eg. cd ~/dev/pdos/classes/missing-semsester

missing:~$ ls
missing:~$ cd ..
missing:/home$ ls
missing
missing:/home$ cd ..
missing:/$ ls
bin
boot
dev
etc
home
...

当前目录文件列表：ls，后面可以接路径
- eg. ls .. 与分别执行 cd .. 和 ls 显示效果相同。

标记和选项/带有值的标记以 - 开头。

可以通过 -h 或 -help 打印帮助信息；ls -l 可以详细列出目录下文件/文件夹的信息，如：

1 2	missing:~$ ls -l /home drwxr-xr-x 1 missing users 4096 Jun 15 2019 missing

d：missing 是一个目录
后续每三个字符为一组（wxr），分别代表文件/目录于所有者-missing、用户-user 以及其他人在修改-w、执行-x、读取-r 上具有的权限；- 表示不具备对应权限
对于目录而言，x 代表是否被允许进入这个目录

一些有用的命令

重命名/移动文件：mv
拷贝文件：cp
删除文件：rm
- 删除给定路径下所有内容，使用递归标志 -r
新建文件夹：mkdir
删除空目录：rmdir
查询命令使用手册：man；q 退出

在程序之间创建连接

程序两个主要的流：输入流（读取）、输出流（打印）

一般来说，输入输出流都是终端，也就是键盘为输入、显示器为输出。但输入输出流可以重定向

missing:~$ echo hello > hello.txt
missing:~$ cat hello.txt
hello
missing:~$ cat < hello.txt
hello
missing:~$ cat < hello.txt > hello2.txt
missing:~$ cat hello2.txt
hello
missing:~$ cat < hello.txt >> hello2.txt
missing:~$ cat hello2.txt
hello hello

< file 和 > file 可以把程序输入输出分别重定向到指定文件
打印文件内容：cat
cat < hello.txt > hello2.txt - 用 hello.txt 作为命令输入，将输出结果写入 hello2.txt。由此实现了 cp 的功能
向一个文件追加内容：>>

missing:~$ ls -l / | tail -n1
drwxr-xr-x 1 root  root  4096 Jun 20  2019 var
missing:~$ curl --head --silent google.com | grep --ignore-case content-length | cut --delimiter=' ' -f2
219

管道操作符 |：让 | 左边的输出成为 | 右边的输出

更强大的权限

根用户具有几乎一切权限，如果在这样的身份下登录系统，出现错误操作可能造成的破坏性是致命的。取而代之，我们会在需要的时候使用 sudo 命令，临时使用根用户的身份

往 sysfs 文件写入内容仅允许在根用户身份下进行。它挂载在 /sys 下

将输入内容写入文件并输出到标准输出：tee

$ sudo find -L /sys/class/backlight -maxdepth 2 -name '*brightness*'
/sys/class/backlight/thinkpad_screen/brightness
$ cd /sys/class/backlight/thinkpad_screen
$ sudo echo 3 > brightness
An error occurred while redirecting file 'brightness'
open: Permission denied

关于 shell，有件事我们必须要知道。|、>、和 < 是通过 shell 执行的，而不是被各个程序单独执行。 echo 等程序并不知道 | 的存在，它们只知道从自己的输入输出流中进行读写。对于上面这种情况， shell (权限为您的当前用户) 在设置 sudo echo 前尝试打开 brightness 文件并写入，但是系统拒绝了 shell 的操作因为此时 shell 不是根用户。

1	$ echo 3 \| sudo tee brightness

因为打开 /sys 文件的是 tee 这个程序，并且该程序以 root 权限在运行，因此操作可以进行