适用范围 SUSE Linux Enterprise Desktop 15 SP7

1 Bash 和 Bash 脚本 #

现今，许多人都在使用装有 GNOME 之类图形用户界面 (GUI) 的计算机。尽管 GUI 可提供许多功能，但执行自动化任务时，这些功能会受到限制。外壳是对 GUI 的有效补充，本章将会概述外壳（以 Bash 外壳为例）的数个方面。

1.1 什么是“外壳”？ #

通常来说，Linux 外壳就是 Bash (Bourne again Shell)。在本章中提到“外壳”时，指的是 Bash。除了 Bash 以外，还存在其他一些外壳（ash、csh、ksh、zsh 等），每种外壳都具备不同的功能和特征。

1.1.1 Bash 配置文件 #

外壳可调用为：

交互式登录外壳：使用 --login 选项调用 Bash 来登录计算机时，或通过 SSH 登录到远程计算机时，需要使用此方式。
交互式非登录外壳：在启动 xterm、konsole、gnome-terminal 或类似的命令行界面 (CLI) 工具时通常会调用此外壳。
非交互式非登录外壳：当在命令行调用外壳脚本时调用此外壳。

各个外壳会读取不同的配置文件。下表显示登录和非登录外壳的配置文件。

提示

Bash 会根据运行配置文件的外壳类型按特定顺序查找其配置文件。有关详细信息，请参见 Bash 手册页 (man 1 bash)。搜索标题 INVOCATION。

表 1.1︰登录外壳的 Bash 配置文件 #

文件	说明
`/etc/profile`	请勿修改此文件，否则下次更新时，您的修改可能会被损坏。
`/etc/profile.local`	如果要扩展 `/etc/profile`，请使用此文件
`/etc/profile.d/`	包含特定程序的系统范围配置文件
`~/.profile`	在此处插入特定于用户的登录外壳配置

登录外壳还会获取表 1.2 “非登录外壳的 Bash 配置文件”中所列的配置文件。

表 1.2︰非登录外壳的 Bash 配置文件 #

`/etc/bash.bashrc`	请勿修改此文件，否则下次更新时，您的修改可能会被损坏。
`/etc/bash.bashrc.local`	使用此文件插入系统范围的修改（仅 Bash）
`~/.bashrc`	在此处插入特定于用户的配置

Bash 还会使用其他多个文件：

表 1.3︰用于 Bash 的特殊文件 #

文件	说明
`~/.bash_history`	包含已键入的所有命令的列表
`~/.bash_logout`	注销时执行
`~/.alias`	用户为常用命令定义的别名。有关定义别名的更多细节，请参见 `man 1 alias`。

非登录外壳#

下面两个特殊外壳会阻止用户登录到系统：/bin/false 和 /sbin/nologin。当用户尝试登录到系统时，这两个外壳都将失败且不会显示任何提示。这是针对系统用户有意设计的一种安全措施，虽然新式 Linux 操作系统提供了更有效的工具（例如 PAM 和 AppArmor）来控制系统访问。

SUSE Linux Enterprise Desktop 上的默认行为是将 /bin/bash 分配给人类用户，将 /bin/false 或 /sbin/nologin 分配给系统用户。但由于历史原因，nobody 用户拥有 /bin/bash，因为该用户过去是默认用做系统用户的最低特权用户。但是，如果有多个系统用户使用 nobody，则使用 nobody 而获得的任何一点安全性都将失去。应该可以将它更改为 /sbin/nologin；最快的测试方法是进行此更改，然后看看这样是否中断了任何服务或应用程序。

使用以下命令列出 /etc/passwd 中已指派给所有用户（系统用户和人类用户）的外壳。输出视您系统上的服务和用户而异：

> sort -t: -k 7 /etc/passwd | awk -F: '{print $1"\t" $7}' | column -t
tux               /bin/bash
nobody            /bin/bash
root              /bin/bash
avahi             /bin/false
chrony            /bin/false
dhcpd             /bin/false
dnsmasq           /bin/false
ftpsecure         /bin/false
lightdm           /bin/false
mysql             /bin/false
postfix           /bin/false
rtkit             /bin/false
sshd              /bin/false
tftp              /bin/false
unbound           /bin/false
bin               /sbin/nologin
daemon            /sbin/nologin
ftp               /sbin/nologin
lp                /sbin/nologin
mail              /sbin/nologin
man               /sbin/nologin
nscd              /sbin/nologin
polkitd           /sbin/nologin
pulse             /sbin/nologin
qemu              /sbin/nologin
radvd             /sbin/nologin
rpc               /sbin/nologin
statd             /sbin/nologin
svn               /sbin/nologin
systemd-coredump  /sbin/nologin
systemd-network   /sbin/nologin
systemd-timesync  /sbin/nologin
usbmux            /sbin/nologin
vnc               /sbin/nologin
wwwrun            /sbin/nologin
messagebus        /usr/bin/false
scard             /usr/sbin/nologin

1.1.2 目录结构 #

下表简要介绍 Linux 系统上最重要的较高级别目录。以下列表中是关于这些目录和重要子目录的更多详细信息。

表 1.4︰标准目录树概述 #

目录	目录
`/`	根目录 — 目录树的起点。
`/bin`	基本二进制文件，例如系统管理员和普通用户都需要的命令。通常还包含外壳，如 Bash。
`/boot`	引导加载程序的静态文件。
`/dev`	访问特定于主机的设备所需的文件。
`/etc`	特定于主机的系统配置文件。
`/home`	存储系统上具有帐户的所有用户的用户主目录。但是，`root` 的主目录不在 `/home` 中，而是在 `/root` 中。
`/lib`	基本共享库和内核模块。
`/media`	可卸媒体的挂载点。
`/mnt`	临时挂载文件系统的挂载点。
`/opt`	附加应用程序软件包。
`/root`	超级用户 `root` 的主目录。
`/sbin`	基本系统二进制文件。
`/srv`	系统提供的服务的数据。
`/tmp`	临时文件。
`/usr`	具有只读数据的辅助层次结构。
`/var`	变量数据，如日志文件。
`/windows`	只在系统上同时安装了 Microsoft Windows* 和 Linux 时可用。包含 Windows 数据。

以下列表提供有关这些目录中有哪些文件和子目录的更多详细信息，并给出一些示例：

/bin

包含 root 和其他用户都可使用的基本外壳命令。这些命令包含 ls、mkdir、cp、mv、rm 和 rmdir。/bin 还包含 Bash，后者是 SUSE Linux Enterprise Desktop 中的默认外壳。

/boot

包含引导所需的数据，如引导加载程序、内核以及内核开始执行用户模式程序之前使用的其他数据。

/dev

存储代表硬件组件的设备文件。

/etc

包含控制诸如 X Window 系统等程序操作的本地配置文件。/etc/init.d 子目录包含可在引导过程中执行的 LSB init 脚本。

/home/USERNAME

存储在系统中建立帐户的所有用户的私人数据。这里的文件只能由其拥有者或系统管理员修改。默认情况下，电子邮件目录和个人桌面配置以隐藏文件和目录的形式存放在此处，例如 .gconf/ 和 .config。

注意：网络环境中的用户主目录

如果您是在网络环境中工作，您的用户主目录可能会映射到文件系统中除 /home 之外的其他目录。

/lib

包含引导系统和运行根文件系统中的命令所需的基本共享库。共享库相当于 Windows 中的 DLL 文件。

/media

包含 CD-ROM、闪存盘和数码相机（如果它们使用 USB）等可卸媒体的安装点。/media 通常包含除系统硬盘之外的各类驱动器。可卸媒体插入或连接到系统并装入之后，您便可从此处访问该媒体。

/mnt

此目录提供临时挂载的文件系统的挂载点。root 可以在此处挂载文件系统。

/opt

系统预留，用于安装第三方软件。在此处可以找到可选软件和较大附加产品程序软件包。

/root

root 用户的主目录。root 的个人数据存储在此处。

/run

systemd 和各个组件使用的 tmpfs 目录。/var/run 是指向 /run 的符号链接。

/sbin

如 s 所表明的，该目录存储超级用户的实用程序。/sbin 中除了 /bin 下的二进制文件之外，还包含对引导和恢复系统非常重要的二进制文件。

/srv

存储系统提供的服务（如 FTP 和 HTTP）的数据。

/tmp

此目录由需要临时存储文件的程序使用。

重要：在引导时清理 /tmp

无法保证存储在 /tmp 中的数据在系统重引导后仍然存在。这取决于 /etc/tmpfiles.d/tmp.conf 中的设置及其他因素。

/usr

/usr 与用户无关，而是 Unix 系统资源 (Unix system resource) 的缩写。/usr 中的数据是静态只读数据，可以在符合 Filesystem Hierarchy Standard (FHS) 的各个主机之间共享。此目录包含所有应用程序（包括 GNOME 等图形桌面），并且会在文件系统中创建次要层次。/usr 下有 /usr/bin、/usr/sbin、/usr/local 和 /usr/share/doc 等多个子目录。

/usr/bin

包含一般可访问的程序。

/usr/sbin

包含为系统管理员预留的程序，例如维修功能。

/usr/local

在此目录中，系统管理员可以安装本地的独立于分发包的扩展。

/usr/share/doc

存储系统的各种文档文件和发行描述。在 manual 子目录中可以找到此手册的联机版本。如果安装了多种语言，则此目录可能包含这些手册不同语言的版本。

在 packages 下可以找到系统上安装的软件包中包含的文档。对于每个软件包，都会创建一个子目录 /usr/share/doc/packages/PACKAGENAME，通常使用它来存放相应软件包的自述文件，有时还会存放示例、配置文件或附加脚本。

如果系统上安装了操作指南，/usr/share/doc 还会包含 howto 子目录，其中提供了关于众多 Linux 软件安装和操作任务的附加文档。

/var

/usr 用于存放静态只读数据，而 /var 用于存放系统运行期间写入的可变数据，例如日志文件或假脱机数据。如需大致了解 /var/log/ 中包含的最重要的日志文件，请参见表 42.1 “日志文件”。

/windows

只在系统上同时安装了 Microsoft Windows 和 Linux 时可用。包含系统的 Windows 分区上可用的 Windows 数据。是否可以编辑此目录中的数据取决于 Windows 分区使用的文件系统。如果是 FAT32，则您可以打开和编辑此目录中的文件。对于 NTFS，SUSE Linux Enterprise Desktop 还包含写访问权限支持。但是，NTFS-3g 文件系统的驱动程序只拥有部分功能。

1.2 编写外壳脚本 #

使用外壳脚本可以方便地完成各种任务：收集数据、在文本中搜索单词或短语，以及执行其他有用的操作。以下示例显示用于打印文本的小外壳脚本：

例 1.1︰用于打印文本的外壳脚本 #

#!/bin/sh 1
# Output the following line: 2
echo "Hello World" 3

1	第一行以 Shebang 字符 (`#!`) 开头，表示此文件为脚本。在 Shebang 后面指定的解释器将执行该脚本。在本例中，指定的解释器为 `/bin/sh`。
2	第二行是一个以哈希符号开头的注释。我们建议对难以理解的行提供注释。提供适当的注释可以记住该行的用途和功能。另外，其他阅读者可以更好地理解您的脚本。在开发社区中，注释被视为一种良好的做法。
3	第三行使用内置命令 `echo` 打印相应文本。

在运行此脚本之前，必须满足几个先决条件：

每个脚本都应包含 Shebang 行（如上面的示例所示）。如果该行缺失，您需要手动调用解释器。
可以将该脚本保存在任何位置。但是，建议将其保存在外壳可以找到的目录中。外壳中的搜索路径由环境变量 PATH 确定。普通用户对 /usr/bin 没有写入权限。因此，建议将脚本保存在用户目录 ~/bin/ 中。在上例中使用名称 hello.sh。
该脚本需要可执行权限。使用以下命令设置权限：
```
> chmod +x ~/bin/hello.sh
```

如果满足上述所有先决条件，则可以采用如下方式执行此脚本：

作为绝对路径：可以使用绝对路径执行脚本。在本例中为 ~/bin/hello.sh。
所有位置：如果 PATH 环境变量包含脚本所在目录，则可以使用 hello.sh 来执行该脚本。

1.3 重定向命令事件 #

每个命令都可以使用三个通道输入或输出：

标准输出：这是默认的输出通道。在命令打印某些内容时都会使用标准输出通道。
标准输入：如果一个命令需要用户或其他命令输入，则使用此通道。
标准错误：命令使用此通道报告错误。

要重定向这些通道，有以下可行的操作方式：

Command > File

将该命令的输出保存到文件中，会删除现有文件。例如，ls 命令会将其输出写入文件 listing.txt：

> ls > listing.txt

Command >> File

将命令输出追加到文件。例如，ls 命令会将其输出追加到文件 listing.txt：

> ls >> listing.txt

Command < File

读取该文件作为给定命令的输入。例如，read 命令会将此文件的内容读入变量：

> read a < foo

Command1 | Command2

将左侧命令的输出重定向为右侧命令的输入。例如，cat 命令会输出文件 /proc/cpuinfo 的内容。grep 使用此输出仅过滤出包含 cpu 的行：

> cat /proc/cpuinfo | grep cpu

每个通道都有一个文件描述符：0（零）表示标准输入，1 表示标准输出，2 表示标准错误。您可以在 < 或 > 字符前面插入此文件描述符。例如，下行会搜索以 foo 开头的文件，但通过将文件重定向到 /dev/null 来禁止显示错误：

> find / -name "foo*" 2>/dev/null

1.4 使用别名 #

别名是一个或多个命令的快捷方式定义。别名的语法为：

alias NAME=DEFINITION

例如，下行内容定义了一个别名 lt，它会输出一份较长的列表（选项 -l），将列表按修改时间排序 (-t)，并按排好序的倒序列显 (-r)：

> alias lt='ls -ltr'

要查看所有别名定义，请使用 alias。要去除别名，请使用 unalias 和相应的别名名称。

1.5 在 Bash 中使用变量 #

外壳变量可以是全局变量，也可以是局部变量。全局变量（或环境变量）可以在所有外壳中访问。而局部变量仅在当前外壳中可见。

要查看所有环境变量，请使用 printenv 命令。如果需要知道变量的值，请将变量名称作为参数插入：

> printenv PATH

也可以使用 echo 查看变量（无论是全局或本地变量）：

> echo $PATH

要设置局部变量，请使用变量名后加等号和值：

> PROJECT="SLED"

不要在等号两边插入空格，否则会出错。要设置环境变量，请使用 export：

> export NAME="tux"

要删除变量，请使用 unset：

> unset NAME

下表包含可以在外壳脚本中使用的常见环境变量：

表 1.5︰有用的环境变量 #

`HOME`	当前用户的用户主目录
`HOST`	当前主机名
`LANG`	当一个工具本地化后，它使用此环境变量中的语言。英语也可以设置为 `C`
`PATH`	外壳的搜索路径，冒号分隔的目录列表
`PS1`	指定在每个命令前打印的普通提示符
`PS2`	指定在执行多行命令时打印的辅助提示符
`PWD`	当前工作目录
`USER`	当前用户

1.5.1 使用参数变量 #

例如，如果具有脚本 foo.sh，则可以如下执行：

> foo.sh "Tux Penguin" 2000

要访问传递给脚本的所有参数，您需要定位参数。这些参数为 $1（表示第一个参数）、$2（表示第二个参数），以此类推。至多可以有九个参数。要获取脚本名称，请使用 $0。

以下脚本 foo.sh 打印从 1 到 4 的所有参数：

#!/bin/sh
echo \"$1\" \"$2\" \"$3\" \"$4\"

如果使用上述参数执行此脚本，将获取：

"Tux Penguin" "2000" "" ""

1.5.2 使用变量替代项 #

变量替换将一个模式应用于变量的内容（从左侧或从右侧）。以下列表包含可能的语法格式：

${VAR#pattern}

从左侧删除可能的最短匹配：

> file=/home/tux/book/book.tar.bz2
> echo ${file#*/}
home/tux/book/book.tar.bz2

${VAR##pattern}

从左侧删除可能的最长匹配：

> file=/home/tux/book/book.tar.bz2
> echo ${file##*/}
book.tar.bz2

${VAR%pattern}

从右侧删除可能的最短匹配：

> file=/home/tux/book/book.tar.bz2
> echo ${file%.*}
/home/tux/book/book.tar

${VAR%%pattern}

从右侧删除可能的最长匹配：

> file=/home/tux/book/book.tar.bz2
> echo ${file%%.*}
/home/tux/book/book

${VAR/pattern_1/pattern_2}

将 PATTERN_1 中 VAR 的内容替代为 PATTERN_2：

> file=/home/tux/book/book.tar.bz2
> echo ${file/tux/wilber}
/home/wilber/book/book.tar.bz2

1.6 分组和组合命令 #

外壳允许您对命令执行连接和分组以有条件地执行。每个命令都返回一个退出码，该退出码确定操作是成功还是失败。如果是 0，则命令成功，任何其他值都表示特定于该命令的一个错误。

以下列表显示可以如何将命令分组：

Command1 ; Command2

顺序地执行这些命令。不检查退出码。以下一行命令使用 cat 显示文件的内容，然后使用 ls 列显其文件属性，而不考虑退出码：

> cat filelist.txt ; ls -l filelist.txt

Command1 && Command2

如果左侧命令成功，则运行右侧命令（逻辑运算符 AND）。仅当上一个命令成功时，以下行才显示文件的内容并打印其文件属性（将其与列表中的上一项相比较）：

> cat filelist.txt && ls -l filelist.txt

Command1 || Command2

当左侧命令失败时运行右侧命令（逻辑运算符 OR）。下行只会在于 /home/tux/foo 中创建目录失败时，才会在 /home/wilber/bar 中创建目录。

> mkdir /home/tux/foo || mkdir /home/wilber/bar

funcname(){ ... }

创建外壳函数。您可以使用定位参数访问其参数。以下行定义用于打印短消息的函数 hello：

> hello() { echo "Hello $1"; }

您可以如下调用此函数：

> hello Tux

它会打印：

Hello Tux

1.7 使用通用流程构造 #

为了控制脚本的流程，外壳可以使用 for、while、if 和 case 构造元素。

1.7.1 if 控制命令 #

if 命令用于检查表达式。例如，以下代码测试当前用户是否是 Tux：

if test $USER = "tux"; then
  echo "Hello Tux."
else
  echo "You are not Tux."
fi

测试表达式既可以复杂也可以简单。以下表达式检查文件 foo.txt 是否存在：

if test -e /tmp/foo.txt ; then
  echo "Found foo.txt"
fi

测试表达式也可以缩写在方括号中：

if [ -e /tmp/foo.txt ] ; then
  echo "Found foo.txt"
fi

在 https://bash.cyberciti.biz/guide/If..else..fi 上可以找到更多有用的表达式。

1.7.2 使用 `for` 命令创建循环 #

for 循环允许您对一系列项执行命令。例如，以下代码会列显关于当前工作目录中 PNG 文件的特定信息：

for i in *.png; do
 ls -l $i
done

1.8 更多信息 #

关于 Bash 的重要信息在手册页 man bash 中提供。可以在以下列表中找到关于此主题的更多信息：

https://tldp.org/LDP/Bash-Beginners-Guide/html/index.html — Bash 入门者指南
https://tldp.org/HOWTO/Bash-Prog-Intro-HOWTO.html — BASH 编程 - 操作指南简介
https://tldp.org/LDP/abs/html/index.html — 高级 Bash 脚本编写指南
https://www.grymoire.com/Unix/Sh.html — Sh - Bourne 外壳

1 Bash 和 Bash 脚本 #

1.1 什么是“外壳”？ #

1.1.1 Bash 配置文件 #

非登录外壳#

1.1.2 目录结构 #

1.2 编写外壳脚本 #

1.3 重定向命令事件 #

1.4 使用别名 #

1.5 在 Bash 中使用变量 #

1.5.1 使用参数变量 #

1.5.2 使用变量替代项 #

1.6 分组和组合命令 #

1.7 使用通用流程构造 #

1.7.1 if 控制命令 #

1.7.2 使用 for 命令创建循环 #

1.8 更多信息 #

1.7.2 使用 `for` 命令创建循环 #