Shell 簡介

當我們登入主機之後，第一個接觸到的，便是 shell。在開始學習 shell 之前，

我們必須先對它有點認識才行。

1.1　Shell 是什麼？

Linux/BSD 系統可分成三個重要的部份：

1. 核心（kernel）

2. shell

3. 工具程式

核心的部份相當低階，操作者不易和它直接溝通，因此，必須要有一個友善的介

面（interface），讓使用者在操作時能更為方便，這個介面便是 shell。換言之，

shell 就是一個居於系統核心和操作者之間方便溝通的介面。

那麼，為何稱它為 shell 呢？ shell 的本意，其實是「殼」的意思。

沒錯，在核心的外面，包覆著一層外殼，用來負責接收使用者輸入的指令，然後將

指令解譯成核心能夠了解的方式，傳送給核心去執行，核心執行後，再將結果傳回

至預設的輸出周邊 (例如螢幕) 。因此，習慣上便稱它為 shell，意即核心的外殼。

Chapter

01

3Chapter 01 Shell 簡介 1.1　Shell 是什麼？

所謂「讀取使用者輸入種類的不同」是指：shell 讀取自鍵盤、滑鼠、觸控螢幕、

或其他串列輸入設備，再予以解譯指令。這樣說來，shell 好像只是一種命令直譯

器罷了？！嗯，這倒要按不同的 OS（作業系統）所賦予 shell 的功能與選擇性的

自由度而定。

以 DOS 的 COMMAND.COM 而言，它就是一個不折不扣的命令直譯器，除了一

點點 batch 檔的能力之外，其他的功能並不多。 Windows 平台的 GUI，則是一種

圖型式的命令直譯器，介面十分友善。不過，這兩種 OS，不能讓你自由而簡單地

選擇 shell（雖然以前 DOS 時代，有個 4dos 可選用，但其他選擇性不多）。

Linux/BSD 的 shell，除了做為命令直譯器之外，它也是一個不錯的程式語言，是

系統維護管理時的重要工具。

由於 Unix-like 家族的作業系統（例如 Linux/BSD），對 shell 的處理，採取獨

立、自由開放的政策，因此，shell 的種類相當地多，更可以讓人自由地更換（使

用 chsh 指令）。

目前流行的 shell 有：

序號 shell 名稱 執行檔名 原始開發者有無開放原始碼的版本/或衍生版本

授權協議

1 Bourne shell（sh） /bin/shStephen Bourne

有（4.4BSD-Lite以後），Charles Forsyth 版本

BSD/Public Domain

2Bourne Again shell（bash）

/bin/bash Brian Fox 有 GPL

3Korn shell 93（ksh93）

/bin/ksh David Korn 有 CPL

4Public Domain Korn shell（pdksh）

/bin/ksh Eric Gisin 有

Public Domain （公眾所有）

5 C shell（csh） /bin/csh Bill Joy 有 BSD

6Tenex C shell（tcsh）

/bin/tcsh Ken Greer 有 BSD

佈署 Bash shell 的環境

在學習 shell 程式設計之前，要先有一個不錯的環境，方能快意入門。

以下介紹準備環境。

2.1　在 Linux 平台佈署 Bash shell 的環境

首先，您要安裝一套 GNU/Linux 作業系統，例如 Debian、Mint、Ubuntu、

Slackware、CentOS、Fedora、Mandriva、ArchLinux 等等。這些 Linux 套件

（往後簡稱 Linux），安裝方法都十分簡單，這裡就不再贅述。

由於大部份 Linux，登入主機時，預設使用的 login shell 是使用 Bash shell，因

此，您要做的事，就是確認一下 Bash 是否存在即可。＜註2-1＞

確認的方法，請進入終端機程式中（例如：Gnome-terminal），執行以下指令：

echo $SHELL

若出現 /bin/bash，則表示預設的 shell，的確是 Bash。接著執行：

ls -la /bin/sh

Chapter

02

21Chapter 02 佈署 Bash shell 的環境 2.4　在 FreeBSD 平台佈署 Bash shell 的環境

2.4　在 FreeBSD 平台佈署 Bash shell 的環境

FreeBSD 預設使用的 shell 是 tcsh。

有兩種方法可以安裝 bash 套件。

第一種，是安裝 FreeBSD 的 package，即已編譯好的二進位檔；第二種是由

ports tree 進行編譯安裝。

使用 package 安裝 bash

先設定環境變數 PACKAGEROOT，指向要抓取 package 檔的站台：

setenv PACKAGEROOT ftp://ftp.tw.freebsd.org

執行：

pkg_add -r bash

其中，選項 -r 是指由遠端主機抓取套件來安裝的意思。

這樣，就可以立即把 bash 安裝妥當，其執行檔的路徑位置為 /usr/local/bin/

bash。

使用 ports tree 安裝 bash

ports tree 是 FreeBSD 團隊整理好的編譯設定檔，使用時，它會由列表的 FTP 站

台去抓取套件的原始碼回來編譯安裝。

這裡假定您已有安裝 ports tree 了。

首先，設定要抓取套件的 FTP 站台列表。若能指向國內的站台，當然，下載檔案

的速度，就會比國外快很多。

22 Chapter 02 佈署 Bash shell 的環境 2.5　在 OpenBSD 平台佈署 Bash shell 的環境

修改 /etc/make.conf，加入：

MASTER_SITE_BACKUP?= \ftp://ftp.tw.freebsd.org/pub/FreeBSD/distfiles/${DIST_SUBDIR}/\ftp://ftp2.tw.freebsd.org/pub/FreeBSD/distfiles/${DIST_SUBDIR}/\ftp://ftp3.tw.freebsd.org/pub/FreeBSD/distfiles/${DIST_SUBDIR}/MASTER_SITE_OVERRIDE?= ${MASTER_SITE_BACKUP}

接著，編譯安裝 bash：

cd /usr/ports/shell/bashmake install clean

經過一點時間之後，若編譯成功，執行檔一樣會安裝在 /usr/local/bin/bash。

切換使用 Bash shell

切換 Bash shell 的方法和 2-3 節所述類似，不過，不必事先編輯 /etc/shells，在

進行本節前面兩個動作時，安裝程式會把 /usr/local/bin/bash 自動加入 /etc/shells

之中，因此，您唯一要做的事便是執行 chsh 來切換 bash shell 即可。

以 ols3 帳號為例，執行 chsh，它會自動叫用 vi 或 ee 來做編輯（以下內容視各人

帳號不同而異），如下所示：

#Changing user information for ols3.Shell: /bin/cshFull Name: User &Office Location:Office Phone:Home Phone:Other information:

請把 /bin/csh 改成 /usr/local/bin/bash，然後，存檔離開，它會要求輸入 ols3 的

密碼：

/etc/pw.OElnwl: 7 lines, 148 characters.Password:

若密碼正確，會出現切換成功的訊息：

23Chapter 02 佈署 Bash shell 的環境 2.5　在 OpenBSD 平台佈署 Bash shell 的環境

chsh: user information updated

除了上述方法之外，直接執行以下指令也是可以的：

chsh -s /usr/local/bin/bash 帳號例如：chsh -s /usr/local/bin/bash ols3

若帳號名稱和已登入者相同，帳號可以省略不寫：

chsh -s /usr/local/bin/bash

切換 shell 之後，請重新登入主機，這樣新的 shell 環境才會生效。請執行 echo

$SHELL 和 echo $BASH_VERSION，查看一下路徑和版本是否正確。

echo $SHELL 會出現 /usr/local/bin/bashecho $BASH_VERSION 出現 4.2.20(0)-release

如果是這樣的話，就是切換成功了。

2.5　在 OpenBSD 平台佈署 Bash shell 的環境

OpenBSD 預設使用 pdksh。以帳號 ols3 為例，echo $SHELL 會出現 ksh：

$ echo $SHELL/bin/ksh

和 FreeBSD 一樣，OpenBSD 也可以用 package 或 ports tree 安裝 bash。

使用 package 安裝 bash

設定環境變數 PKG_PATH，指向要抓取 package 檔的站台，這裡是以 OpenBSD

5.2 i386 的版本為例：

export PKG_PATH=\ftp://ftp.openbsd.org/pub/OpenBSD/5.2/packages/i386/

24 Chapter 02 佈署 Bash shell 的環境 2.6　在 Windows 平台佈署 Bash shell 的環境

安裝 bash 的 package：

# pkg_add bash

結果如下：

bash-4.2.36: libiconv-1.14: okbash-4.2.36: gettext-0.18.1p3: okbash-4.2.36: ok

這樣，bash 4.2.36 版就安裝好了。安裝時，bash 套件也會自動把 /usr/local/bin/

bash 的路徑加入 /etc/shells 中，這樣一來，bash 就列表為系統合法的 shell 了。

使用 ports tree 安裝 bash

切換到 bash port 目錄，然後編譯安裝：

cd /usr/ports/shell/bashmake install clean

執行檔路徑可用 which 查詢：

# which bash/usr/local/bin/bash

/etc/shells 會自動加入 bash：

/bin/sh/bin/csh/bin/ksh/usr/local/bin/bash

切換使用 bash

一樣執行 chsh：

# Changing user database information for ols3.Shell: /bin/ksh

25Chapter 02 佈署 Bash shell 的環境 2.6　在 Windows 平台佈署 Bash shell 的環境

Full Name: ols3Office Location:Office Phone:Home Phone:

請把 /bin/ksh 改成 /usr/local/bin/bash。

或者執行以下指令直接切換：

chsh -s /usr/local/bin/bash

重新登入主機後，bash 當做 login shell 的設定，即可生效。

2.6　在 Windows 平台佈署 Bash shell 的環境

筆者推薦兩種可在 Windows 平台執行的 Linux-like 環境。

1. Cygwin

2. MSYS

Cygwin 原是由 Cygnus Solutions 開發的，主要功能是把自由軟體基金會的 GNU

工具及函式庫移植到 Windows 平台，後來，雖然 Cygnu 被 RedHat 公司收購

了，但仍以自由軟體的授權協議發行，因此，包括二進位檔及原始程式碼，都可

以繼續自由、免費地使用。

Cygwin 創建了一個 Windows 平台的 Linux-like 環境，您可在這個環境中，

把 Linux 平台的程式移植到 Windows 平台來（不過，程式的原始碼，必須在

Cygwin 的環境中，重新編譯才行）。Cygwin 以 DLL 檔的方式，模擬 Linux 的

API 函式，並提供在 Linux 平台中常用的工具包。由於Cygwin 是以一對一的方式

將 Linux 的 API 函式轉換成 Windows 平台的函式，因此，在 Cygwin 中開發的程

式，大部份應該也可以在不加修改的情況下，移植回 Linux 平台才對。

MSYS 則是著名的 MinGW 計劃（在 Windows 平台提供 GCC 編譯器的工具包）

的一個子計劃。MSYS 是 Minimal SYStem 的簡稱，它在 Windows 平台提供

GNU 的基本工具以及 shell 命令環境。

基礎概念介紹

在進入接下來的章節之前，要先介紹一點點基本觀念，以作為了解 shell 程式

設計的基礎。

3.1　登入、登出

登入主機

登入主機，可分為：「本機登入」（local login），以及「遠端登入」（remote

login）。

所謂「本機登入」是說：操作者直接面對主機，由主機的鍵盤輸入帳號密碼；所

謂「遠端登入」是說：操作者並不直接面對主機，而是透過網路連接主機，由其

他地方以虛擬終端機的方式登入。

本機登入的介面，可以是文字介面，或是圖型介面。通常 Linux/BSD 系統，預設

會開啟 7 個終端機，即 tty1 ~ tty7。文字介面的主機登入，佔用 tty1 ~ tty6；圖型

介面的主機登入，則佔用 tty7。欲在各終端機之間切換，可鍵入 Ctrl+Alt+F1（即

tty1）~ Ctrl+Alt+F7（即 tty7） 等組合鍵。

Chapter

03

34 Chapter 03 基礎概念介紹 3.2　檔案、目錄

█ 隱藏檔：

檔名的第一個字元是「.」。隱藏檔可以是前面所提到的任何一種檔案型態。

不同的檔案型態，各有其代碼，如下表所示：

型態代碼 檔案型態

- 一般檔案

d 目錄

l 符號連結檔

b 區塊設備檔

c 字元設備檔

s Socket 檔

p 管線檔

我們可以使用 ls 指令，來查看檔案的型態代碼，從而得知該檔案的型態。

例如：

ls -la /etc/resolv.conf-rw-r--r-- 1 root root 66 2009-02-21 00:58 /etc/resolv.conf

最左邊的字元，代表檔案型態。resolv.conf 的型態代碼是「-」，因此，它是一般

檔案。

又例如：

ls -ld /usrdrwxr-xr-x 16 root root 4096 2009-01-01 10:38 /usr

最左邊的字元是「d」，因此，/usr 是目錄。

除了使用 ls 指令之外，還可以用 file 這支工具。

file 的用法如下：

file 檔案路徑

35Chapter 03 基礎概念介紹 3.2　檔案、目錄

舉幾個列子：

1. file /etc/resolv.conf

執行結果：

/etc/resolv.conf: ASCII text

這表示 resolv.conf 是一個純文字檔，屬一般檔案。

2. file /usr/bin

執行結果：

/usr/bin: directory

這表示，/usr/bin 是一個目錄。

3. file /usr/bin/ssh

執行結果：

/usr/bin/ssh: ELF 32-bit LSB shared object, Intel 80386, version 1 (SYSV), stripped

這表示，/usr/bin/ssh 是一個二進位檔，具有執行權。

4. file /root/tmp/test.sh

執行結果：

/root/tmp/test.sh: Bourne-Again shell script text executable

這表示，test.sh 是一個 bash script 文字檔，具執行權。

5. file /dev/tty1

執行結果：

/dev/tty1: character special (4/1)

這表示，/dev/tty1 是一個字元設備檔。

48 Chapter 03 基礎概念介紹 3.5　括號擴展

注意！若「!」不是放在集合的第一個位置，就失去「非 的作用。例如：

[0-9!]：代表數字或驚嘆號。

若一定要把「!」擺在第一個位置，又不讓它有「非」的作用，也是可以的，但此

時就要用「\!」消除其「非」的意義。例如：

[\!0-9]：代表驚嘆號或數字。

讀者若有學過其他程式語言的正規表示式（例如 Perl），須注意「.」及「*」這個

兩字元的用法，和其他語言是有所不同的。例如：[123.*] 指的是 1、2、3、「.」

或「*」這 5 個字元的其中一個，此外，並沒有其他特殊的涵義。

3.5　括號擴展

括號擴展（Brace Expansion）

字元集合，代表某一範圍中的單一字元，在組成樣式時，仍有不足。例如：想要

找出目錄 /usr/bin 中的檔案 gftp、ncftp、sftp，光用字元集合，不容易設計檔名樣

式，我們需要可組合任意字串樣式的能力才行，括號擴展的功能，則可以符合這

項需求。

括號擴展的符號是 {}，它的用途是「組合」字串，例如 {g,nc,s}ftp 的意思是：拿

{} 中列舉的字串，分別和 ftp 組合起來，因此，它代表 gftp、ncftp 和 sftp。

以前述的例子來說，ls -la /usr/bin/{g,nc,s}ftp 便可一次找出這三個檔案。

再舉幾個例子：

1. 執行 ls -la /usr/{sb,b}in/*er

可找出在 /usr/sbin 和 /usr/bin 目錄中，以 er 結尾的檔案，例如：/usr/sbin/

adduser、/usr/bin/finger。

2. echo s{ab,cd}y：顯示 saby 和 scdy 這兩個字串。