Командная строка состоит из приглашения и вводимой команды. Приглашение – это специальная последовательность символов, которая располагается в начале строки и задает начало области ввода команды. Рассмотрим пример выполнения команды:

user@desktop ~ $ date
Втр Окт  4 23:15:37 MSD 2005
user@desktop ~ $

Здесь приглашением является строка user@desktop ~ $, которая помимо символа начала ввода ($) содержит информацию об имени пользователя, имени компьютера и текущей директории.

Каждая команда UNIX состоит из следующих частей:

Как правило, порядок данных частей команды должен быть именно таким, однако некоторые из них (кроме имени команды) могут отсутствовать.

Презентация 3-04: исполнение команды

Командная оболочка – это обычный процесс в операционной системе UNIX. Когда пользователь вводит команду (например, по нажатию Enter), командная оболочка выполняет следующие действия:

Рисунок 2.3. Запуск команды оболочкой

Презентация 3-05: возвращаемое значение

Каждый процесс при завершении возвращает своему родительскому процессу специальный код завершения программы. Этот код может использоваться для получения результата выполнения программы и для проверки корректности её выполнения (возврата кода ошибки).

Традиционно для UNIX, в случае успешного выполнения программа (а также большинство системных функций) возвращает значение 0. Другие значения (все, отличные от 0) означают тот или иной вид ошибки. Так как программы часто выводят инфоромацию об ошибках через специальный поток вывода ошибок (stderr), возвращаемые значения чаще всего могут принимать только два значения: «ноль» и «не ноль».

Если рассмотреть простейший пример программы на языке C:

int main(int argc, char* argv[]) {
    ...
    if(error) {
        exit(1);
    }
    ...
    return 0;
}

видно, что программы передают код завершения через возвращаемое значение главной функции (main) или как параметр функции exit.

В командной строке результат выполнения программы можно проанализировать с помощью специальной переменной ($?):

user@desktop ~ $ test -f /tmp/file.txt
user@desktop ~ $ echo $?
0

Презентация 3-06: способы объединения команд

Существует возможность объединять несколько команд в одной командной строке. Это можно делать несколькими способами:

Современные командные оболочки позволяют строить более гибкие условные выражения (с импользованием скобок и знака отрицания) из выполняющихся команд.

Презентация 3-07: служебные символы

Из предыдущих разделов видно, что в командной строке присутствует множество служебных символов, каждый из которых имеет своё значение. Все эти символы следует с осторожностью использовать в именах файлов.

Рассмотрим основные группы служебных символов командной оболочки:

При старте командной оболочки, инициализируется множество системных переменных, которые можно посмотреть с помощью команды env. Некоторые из них представляют особый интерес для пользователя системы:

Вводимую команду можно редактировать с помощью клавиш Backspace и Delete, перемещаться стрелками по всей строке.

Для управления запущенными командами используются сочетания клавиш. Ввод следует завершать командой Ctrl-D (конец ввода). Эту команду интерпретирует при вводе с терминала система. Она же превращает некоторые другие управляющие символы (например, Ctrl-C – «перывание» или Ctrl-Z – «засыпание») в сигналы.

Командная оболочка позволяет настраивать все функциональные клавиши и команды. Настройки ввода для bash располагаются в файле /etc/inputrc.

Двумя другими клавишами со стрелками – вверх и вниз – задействуется весьма мощный механизм bash – работа с историей команд. Все команды, набранные пользователем, командная оболочка запоминает и позволяет обращаться к ним впоследствии. По стрелке вверх, список поданных команд «прокручивается» от последней к первой, а по стрелке вниз – обратно. Соответствующая команда отображается в командной строке как только что набранная, её можно отредактировать и подать оболочке (подгонять курсор к концу строки при этом необязательно).

Чтобы история команд могла сохраняться между сеансами работы пользователя, bash записывает ее в файл .bash_history, находящийся в домашнем каталоге пользователя. Делается это в момент завершения оболочки: накопленная за время работы история дописывается в конец этого файла. При следующем запуске командной оболочки считывает .bash_history целиком. История хранится не вечно, количество запоминаемых команд в .bash_history ограничено (обычно сохраняется 500 команд, но это можно и перенастроить).

Поиск по истории – удобное средство: длинную командную строку можно не набирать целиком, а отыскать и использовать. Однако давнюю команду придется добывать с помощью нескольких нажатий клавиши вверх – а можно и совсем не доискаться, если она уже выбыла оттуда. Для того чтобы оперативно заменять короткие команды длинными, стоит воспользоваться псевдонимами (aliases). В конфигурационных файлах командного интерпретатора пользователя обычно уже определено несколько сокращений, список которых можно посмотреть с помощью команды alias без параметров:

user@desktop ~ $ alias
alias cp='cp -i'
alias l='ls -lapt'
alias ll='ls -laptc'
alias ls='ls --color=auto'
alias md='mkdir'
alias mv='mv -i'
alias rd='rmdir'
alias rm='rm -i'

Например, по команде ls вместо утилиты /bin/ls bash запускает собственную команду-сокращение, превращающееся в команду ls --color=auto. Повторно появившуюся в команде подстроку "ls" интерпретатор уже не обрабатывает, во избежание вечного цикла. Например, команда ls -al превращается в результате в ls --color=auto -al.

Сокращения не наследуются с окружением.

Автодополнения позволяют быстро набирать команды и пути в файловой системе. Во время набора имени команды или файла пользователь может нажать клавишу Tab, и командная оболочка попытается «дополнить» указанную команду или файл: предложит возможные варианты с данным началом или же дополнит имя, ведь часто набранной строки – пути к файлу и нескольких первых букв его имени – достаточно для однозначного указания на этот файл, потому что по введенному пути других файлов, чье имя начинается на эти буквы, просто нет.

Автодополнение очень удобно, когда цель пользователя – задать один конкретный файл в командной строке. Если же нужно работать сразу с несколькими файлами – например, для перемещения их в другой каталог с помощью mv, достраивание не помогает. Необходим способ задать одно «общее» имя для группы файлов, с которыми будет работать команда. В подавляющем большинстве случаев это можно сделать при помощи шаблона.

Шаблон в командном интерпретаторе используется примерно в тех же целях, что и регулярное выражение, которое будет описано в разделе «Команды, использующие регулярные выражения»: для поиска строк определенной структуры среди множества разнообразных строк. В отличие от регулярного выражения, шаблон всегда примеряется к строке целиком, кроме того, он устроен значительно проще (а значит, и беднее).

Символы в шаблоне разделяются на обычные и специальные. Обычные символы соответствуют таким же символам в строке, а специальные – обрабатываются особым образом:

Шаблоны используются в нескольких конструкциях shell. Главное место их применения – командная строка. Если оболочка «видит» в командной строке шаблон, она немедленно заменяет его списком файлов, имена которых ему соответствуют. Команда, которая затем вызывается, получает в качестве параметров список файлов уже без всяких шаблонов, как если бы этот список пользователь ввел вручную. Шаблоны используются в нескольких конструкциях shell. Главное место их применения – командная строка. Если оболочка «видит» в командной строке шаблон, она немедленно заменяет его списком файлов, имена которых ему соответствуют. Команда, которая затем вызывается, получает в качестве параметров список файлов уже без всяких шаблонов, как если бы этот список пользователь ввел вручную.

Большая часть того, что нужно начинающему пользователю UNIX, делается с помощью одной правильной команды, или вызовом нескольких команд в конвейере. От пользователя только требуется оформить решение задачи в виде сценария на shell. На самом же деле уже самый первый из командных интерпретаторов, sh, был настоящим высокоуровневым языком программирования – если, конечно, считать все утилиты системы его операторами. При таком подходе от sh требуется совсем немного: возможность вызывать утилиты, возможность свободно манипулировать результатом их работы и несколько алгоритмических конструкций (условия и циклы).

Программирование на shell, а также других, более мощных интерпретируемых языках в UNIX, остается за рамками этого курса.

Презентация 3-11: страницы руководств (man)

Больше всего полезной информации содержится в страницах руководства, для краткости мы будем называть их просто «руководство». Каждая страница посвящена какому-нибудь одному объекту системы. Для того чтобы посмотреть страницу руководства, нужно дать команду системе man объект:

user@desktop ~ $ man cal
CAL(1)       BSD General Commands Manual   CAL(1)
NAME
        cal - displays a calendar
SYNOPSIS
        cal [-smjy13] [[month] year]
DESCRIPTION
        Cal displays a simple calendar. If arguments
        are not specified, the current month is 
        displayed. 
        The options are as follows:
...

Страница руководства занимает, как правило, больше одной страницы экрана. Для того чтобы читать было удобнее, man запускает программу постраничного просмотра текстов – less. Управлять программой less просто: страницы перелистываются пробелом, а когда читать надоест, надо нажать q (Quit). Перелистывать страницы можно и клавишами Page Up/Page Down, для сдвига на одну строку вперед можно применять Enter или стрелку вниз, а на одну строку назад – стрелку вверх. Переход на начало и конец текста выполняется по командам g и G соответственно (Go). Полный список того, что можно делать с текстом в less, выводится по команде h (help). Для поиска и подстветки интересующего понятия можно воспользоваться командой /, после которой необходимо ввести интересующий Вас термин – по нажатию клавиши Enter, курсор перейдёт к первому упоминанию термина, который будет выделен серым цветом. Последующие нажатия / и Enter приведут к продолжению поиска слова по документу.

Страница руководства состоит из полей – стандартных разделов, с разных сторон описывающих заинтересовавший объект – например, команду cal. В поле NAME содержится краткое описание объекта (такое, чтобы его назначение было понятно с первого взгляда). В поле SYNOPSIS дается формализованное описание способов использования объекта (в данном случае – того, как и с какими параметрами запускать команду cal). Как правило, в квадратные скобки в этом поле заключены необязательные параметры команды, которые можно ей передать, а можно и опустить. Например, строка «[[month] year]» означает, что в этом месте командной строки параметров у команды может не быть вообще, может быть указан год или пара – месяц и год. Наконец, текст в поле DESCRIPTION – это развернутое описание объекта, достаточное для того, чтобы им воспользоваться.

Одно из самых важных полей руководства находится в конце текста. Если в процессе чтения NAME или DESCRIPTION пользователь понимает, что не нашел в руководстве того, что искал, он может захотеть посмотреть, а есть ли другие руководства или иные источники информации по той же теме. Список таких источников содержится в поле SEE ALSO:

user@desktop ~ $ man man
...
SEE ALSO
    apropos(1), whatis(1), less(1), groff(1), man.conf(5).

Справочные руководства делятся на разделы – в зависимости от типа описываемых объектов. Если один и тот же термин описывается в нескольких разделах, необходимо явно указать, какой из них использовать, например, man 3 printf для 3-го раздела руководств.

Всего существует 8 разделов руководств:

В примере выше в поле SEE ALSO обнаружились ссылки на руководства по less, groff (программе форматирования страницы руководства), структуре конфигурационного файла для man, а также по двум сопутствующим командам с такими говорящими названиями «apropos» и «whatis». Как и команда apropos, whatis ищет подстроку в некоторой базе данных, состоящей из полей NAME всех страниц помощи в системе. Различие между ними в том, что whatis – только среди имен объектов (в левых частях полей NAME), а apropos – по всей базе. В результате у whatis получается список кратких описаний объектов с именами, включающими искомое слово, а у apropos – список, в котором это слово упоминается. Для того, чтобы это узнать, все равно пришлось один раз прочесть документацию.

Описания объектов, выводимые whatis или apropos, отличаются числом в скобках – номером раздела:

user@desktop ~ $ whatis passwd
passwd (1) - update a user's authentication tokens(s)
passwd (5) - password file
passwd (8) - manual page for passwd wrapper version 1.0.5

Другой источник информации о UNIX (а точнее, в UNIX-подобных системах, базирующихся на программном обеспечении от GNU) и составляющих ее программах – справочная подсистема info. Страница руководства, несмотря на обилие ссылок различного типа, остается «линейным» текстом, структурированным только логически. Документ info структурирован прежде всего топологически – это настоящий гипертекст, в котором множество небольших страниц объединены в дерево. В каждом разделе документа info всегда есть оглавление, из которого можно перейти сразу к нужному подразделу, откуда всегда можно вернуться обратно. Кроме того, info-документ можно читать и как непрерывный текст, поэтому в каждом подразделе есть ссылки на предыдущий и последующий подразделы.

Программа info использует весь экран: на большей его части она показывает текст документа, а первая и две последних строки ориентации в его структуре.

Одна или несколько страниц, которые можно перелистывать клавишей Пробел или Page Up/Page Down – это узел (node). Узел содержит обычный текст и меню (menu) – список ссылок на другие узлы, лежащие в дереве на более низком уровне. Ссылки внутри документа имеют вид «* имя_узла::» и перемещать по ним курсор можно клавишей Tab, а переходить к просмотру выбранного узла – клавишей Enter. Вернуться к предыдущему просмотренному узлу можно клавишей l (oт «Last»). И, главное, выйти из программы info можно, нажав q («Quit»). Более подробную справку об управлении программой info можно в любой момент получить у самой info, нажав ?.

Некоторые объекты системы не имеют документации ни в формате man, ни в формате info. В этом случае можно надеяться, что при них есть сопроводительная документация, не имеющая, увы, ни стандартного формата, ни тем более ссылок на руководства по другим объектам системы. Такая документация (равно как и примеры использования объекта), обычно помещается в каталог /usr/share/doc/имя_объекта. Как правило, имя объекта здесь – это имя программы и её текущая версия.

Существует ещё одна довольно распространённая ситуация, в которой обширная документация по продукту, расположенная в директории /usr/share/doc/ выходит далеко за рамки man или info – если продукт достаточно сложен и имеет собственную структурированную и очень объёмную документацию. Примерами могут служить веб-сервер Apache или почтовый сервер Postfix.

В современных свободных версиях UNIX существуют проекты, целью которых является объединение и структуризация документации на основе XML. Одним из них является проект Scrollkeeper, который объединяет всю документацию (в первую очередь в современных оконных средах GNOME и KDE) и позволяют просматривать её с помощью простого браузера, предоставляют поиск, индекс и т.п..

Однако, доля этих средств документации всё еще очень мала. Основным средством для большинства UNIX систем остаются страницы руководств.