Shells

Shell Types

echo $SHELL #查看当前使用的是什么 shell

1. Bourne Shell (sh)：良好的输入/输出控制，常用于脚本；不适合交互式用户；默认提示为 $
2. C Shell (csh)：invented by Bill Joy；语法和 C 语言类似；输入输出不如 sh；对交互式用户更为友好；工作控制、历史记录等新功能；默认提示为 %
3. Bourne-Again Shell (bash)：GNU 开发的自由软件；提供 csh 的所有交互式特征；编程语言和 sh 兼容；默认提示是 $，root是#

Wild card(通配符)

Standard File Descriptors

• (0) stdin：给程序的标准输入，通常来自键盘，也可以重定向来自文件或命令
• (1) stdout：来自程序的标准输出，通常输出到终端屏幕，也可以重定向到文件或命令
• (2) stderr：标准错误输出，通常输出到终端屏幕，也可以重定向到文件或命令

File Redirection | 文件重定向

1. 重定向标准输入
   • < 从文件重定向输入 ，从infile读入作为输入 command < infile
2. 重定向标准输出
   1. 重定向覆盖输出
      • > 重定向（覆盖）标准输出到文件 ，不输出到终端屏幕，输出到outfile command > outfile
   2. 重定向追加输出
      • >> 追加标准输出到文件， 不覆盖，写到文件末尾 command >> outfile
3. 重定向标准错误输出
   1. 2> file 重定向标准错误到文件，2代表stderr
   • 这一块不同shell各不相同，相见本节下小节
4. 管道符与命令| tee
   • | #命令 1 的标准输出作为命令 2 的标准输入，也就是把command1的stdout接到command2的stdin command1 | command2
   • tee #复制标准输出：从标准输入读，再写入标准输出和文件（三通）（replicate the standard output）
     • 举例： ls -l | tee lslist
       • 此时 tee 会在屏幕上打印 ls -l 的内容，并将结果写入 lslist
       • -a 选项为追加append，不覆盖，追加到文件的末尾
       • 可以通过 tee test1.txt test2.txt 来写入两个文件，这样会在屏幕上打印一次（两次应该是版本问题）
5. 丢弃输出 ｜ To discard output
   • > /dev/null：将输出送到垃圾箱（黑洞）

标准输出流与标准错误输出流

Csh中标准输出流与标准错误输出流

1. >& file 重定向（覆盖）标准输出和标准错误到文件，&意思可以理解为带上错误
2. >>& file 追加标准输出和标准错误到文件，与上一点相同
3. |& command 输送标准输出和标准错误到命令，也就是，把stdout和stderr一起通过管道送给下一个命令
4. (command > outfile) >& errfile 重定向标准输出和标准错误到不同的文件
   • 第一步：command > outfile
     • 把 stdout(1) 写到 outfile
     • stderr(2) 仍然默认到屏幕
   • 第二步：外层的 >& errfile
     • 它作用的是整个括号里的“命令组”的输出环境
     • 把“剩余的输出”（主要是 stderr）也重定向到 errfile

这些命令在 bash 中也适用

Sh/bash中标准输出流与标准错误输出流

1. 2> file 重定向标准错误到文件，2代表stderr
2. > file 2>&1 重定向标准输出和标准错误到文件
   • 拆开来理解（类似于C语言指针的思想）
     1. > file是指重定向标准输出>到文件file
     2. 2>处理标准错误输出
     3. &1，不是文件1，而是stdout
     4. 所以2>&1的意思是：让 stderr（2）指向 stdout（1）当前指向的地方
   • 在 bash/zsh 里有一个更短的语法糖&> file，等价于这个，即

   command &> file
   command > file 2>&1
   

   • 语法糖(Syntactic Sugar): 就是"更甜的语法",让你写起来更简单、更爽,但底层做的事情是一样的。
3. >> file 2>&1 追加标准输出和标准错误到文件，和上面的区别就是>>
4. 2>&1 | command 输送标准输出和标准错误到某个命令command
5. command > outfile 2> errfile #重定向标准输出和标准错误到不同的文件
   • > 代表正常的输出stdout，写到outfile
   • 2>代表错误输出stderr，写到errfile

Other Special Command Symbols

• ; # 命令分隔符，就是cmd1 ; cmd2，cmd1执行完之后执行cmd2，哪怕cmd1执行失败
• & # 在后台运行命令cmd &
• && #只有上一条命令成功完成才运行下一条命令，逻辑与，make && ./a.out编译成功才运行程序
• || #只有上一条命令没有成功完成才运行下一条命令，比如：cd /some/dir || echo "no such dir"
• () #圆括号中的分组子命令在子 shell 中执行

(cd /tmp; ls)
pwd   # 你会发现外面还是原来的目录

Quoting

• \ #对待下一个字符为纯文本，比如echo \$HOME，输出的是$HOME而不是实际的HOME
• ' ' #单引号内不允许变量和命令替代，即 $ 失效，就是按字符串对待
• " " #双引号内允许变量和命令替代，不在字符串中禁用 $ 和 \，和单引号区分一下
• command 或 $(command) #用命令的输出代替命令输入

echo "today is $(date)"

Job Control

• & #命令在后台执行
• ^Z #当正在运行时，停止该工作，该工作在后台挂起
• ^C #结束当前工作
• bg #继续在后台挂起的工作 bg = back-ground，注意是在后台继续
  • bg + 任务号
• fg [%n] #将工作返回到前台（sh被堵住了）fg = fore-ground
  • fg + 任务号，这里的任务号都是 jobs 中的，不是 ps 进程号
• jobs #列出后台工作（list background jobs）
  • -l 列出 pid l = list
  • -r 正在后台 run 的工作 r = run
  • -s 后台中暂停的工作 s = stop
• ps 可以查看进程状态，top 进行动态进程监控，而 jobs 可以查看后台任务

ps/top 看的是系统层面的进程

jobs 看的是当前这个 shell 启动并管理的任务

[1]+ 27335 Running xeyes &

• 1是任务号
• 27335是进程号

Process Commands

ps

• ps [options] #report a photo snapshot of the current processes, show status of process，显示进程状态
  • -ef # e=every process f=full format使用标准语法查看系统上的每个进程，即显示进程详细信息并显示进程父子关系

UID PID PPID C STIME TTY TIME CMD

root 1 0 0 14:19 ? 00:00:03 /sbin/init splash

root 2 0 0 14:19 ? 00:00:00 kthreadd

root 3 2 0 14:19 ? 00:00:00 pool_workqueue_release

root 4 2 0 14:19 ? 00:00:00 kworker/R-rcu_gp

root 5 2 0 14:19 ? 00:00:00 kworker/R-sync_wq

PPID（Parent Process ID） PID ( Process ID )

• -l # long format，显示长信息

top

• top #display Linux processes，显示更新的进程信息和系统使用，间隔为 5s

pstree

• pstree #显示进程之间的层次关系（show the hierarchical relations between processes）

uptime

• uptime #显示该系统的运行时长（tell how long the system has been running）

kill

• kill #terminate or signal processes，终止或示意进程
  • kill [-signal] processID
  • kill -l #列出可用的 kill 信号
  • kill -9 processID 强制杀死进程

Environment Variables

先搞懂两类变量：local vs environment

对应sz的 export PATH=$PAT

Shell 变量（local shell variable）

• 只在当前这个 shell里有效
• 你开一个新终端或启动一个子进程，它不一定能看到

例子（bash）：

name=Alice
echo $name

环境变量（environment variable）

• 会被“导出（export）”，变成环境的一部分
• 启动子进程（比如运行 python、grep、bash）时，子进程会继承这些变量
• 这就是为什么它叫 environment：它是程序运行的“环境”

例子（bash）：

export NAME=Alice

一句话记忆

• local：只给自己用
• env：给自己 + 子进程用

• Set global environment variable
  • setenv NAME value #csh设置环境变量的方式
  • NAME=value; export NAME #sh设置环境变量
  • export NAME=value #bash（export 用于将 shell 变量输出为环境变量）
• Set local shell variable
  • set name=value #csh设置shell变量
  • name=value #sh/bash设置shell变量
• Unset
  • unsetenv / unset #csh取消变量
  • unset #sh/bash取消变量
• Showing/Getting Variables
  • env #csh，bash 也可，只看环境变量
  • set #sh/bash，但 set 会显示更多，因为显示所有变量，env 只是环境变量
  • echo $NAME echo + $变量名 = 打印变量值
• 当给环境变量赋多个值时，需要用 : 间隔不同值 #When assigning multiple values to the variable they must be separated by the colon : character

典型就是 PATH

echo $PATH
/usr/local/bin:/usr/bin:/bin:...

• 用:分割多个目录，shell 查找命令时，会按 PATH 列表顺序去这些目录找

Shell Controls

if 条件

• 最基本的用法，[ ] 单括号为判断，也叫测试，注意[ <-左右两边要有空格-> ]，if then elif else fi 的格式，记忆一下格式即可

 if [ $grade -gt 90 ]; then
     echo "good"
 elif [ $grade -gt 70 ]; then
     echo "pass"
 else
     echo "no"
 fi

options 选项

#这些 -r/-w/-x/... 都是用来判断 某个文件/路径的属性
[ -r filename ]   # 可读？
[ -d dirname ]    # 是目录？

• -r #存在且可读 true if it exists and is readable, otherwise return false (0)
• -w #存在且可写 true if it exists and is writable
• -x #存在且可执行 true if it exists and is executable
• -f #存在且是常规文件 true if it exists and is a regular file
• -d #存在且是目录 true if it exists and is a directory
• -e #存在 true if the file exists
• -o #使用者拥有该文件 true if the user owns the file
• -z #文件大小为 0 / 文件为空 true if the file has zero length (empty)

比较运算

• 只能用于数字：-gt（greater than）、-lt（less than）、-eq（equal）、-ne（not equal）、-le（less or equal）、-ge（greater or equal）
• -a（and）、-o（or）、!（not）
  • 在 [] 中不能直接使用 && 和 ||，只能使用 -a、-o、!；但在 [] 外面是可以使用的，如：

    if [ -f $line ] && [ -x $line ]; then
        code...
    else
        code...
    fi
    

[[ ]] 的使用方法

Bash

Zsh

Ksh (Korn Shell)

这三者才兼容这个语法

• 在 [[ ]] 中使用 >、< 等符号不需要转义文字，即>不会被当成重定向，但是注意>比较的是字符串不是数字，数字比较要用-gt -lt，如：

  if [[ $1 > 5 ]]; then
      echo "$1 的值大于 5"
  else
      echo "$1 的值小于 5"
  fi
  

• 支持 && 和 || 的括号内使用，如：

   if [[ $a != 3 && $a != 10 ]]; then
       echo "hello i am linux"
   fi
  

• 如果不使用 [[ ]] 的话则需要这样写：

   if [ $a != 3 -a $a != 10 ]; then
       echo "hello i am linux"
   fi
  

• 或者

   if [ $a != 3 ] && [ $a != 10 ]; then
       echo "hello i am linux"
   fi 
  

for 循环语句

基本用法

for 变量名 in 取值列表; do ... done，如下

for Host in $(seq 1 254); do
     code...
 done
 for i in $(find / -name $filename); do
     code...
 done
 for i in {1..5}; do
     code...
 done 

进阶用法：

如果想依次处理传入程序的参数，可以使用 for 与 $* 的结合

• $1/$2/$3... 是什么？

当你运行：

 ./demo a b c d

• $0 = 脚本名（demo）
• $1 = a
• $2 = b
• $3 = c
• $4 = d 记忆：$N = 第 N 个参数，超过10要加${10}

• $1：脚本中第一个参数，$2、$3、$4 以此类推
• $*：以一个字符串显示所有向脚本传递的参数，等于 "$1 $2 $3 ..."
• 示例：假设脚本叫 demo.bash，终端输入 ./demo a b c d，则参数依次为 $1 $2 $3 $4，脚本内容如下：

#!/bin/bash

 for i in $*; do
     echo "$i"
 done

• 这样会依次遍历 $1 $2 $3 $4 并处理（这里是打印到屏幕上）

while 循环语句

基本用法：

while 表达式; do 内容 done

• 可以与 break 与 continue 结合，和C语言类似的
  • break 是终止循环
  • continue 是跳出当前循环
• 例子如下：在死循环中，满足条件终止循环

 while true; do
     let N++
     if [ $N -eq 5 ]; then
         break
     fi
     echo $N
 done

• 又如：利用 continue 跳过一次循环

N=0
 while [ $N -lt 5 ]; do
     let N++
     if [ $N -eq 3 ]; then
         continue
     fi
     echo $N
 done

结果输出：1 2 4

进阶技巧：

利用 while 依次读入文件内容进行处理

while read line; do
     echo "$line"
 done < temp.txt

• line 是一个变量名，这里 while 将依次读取 temp.txt 每行的内容，并打印
• 这个技巧同上面的 for 进阶技巧一样，非常好用且重要：可以把要处理的内容保存到文本文件中，再用这个 while 逐行处理

case 选择语句

基本用法：

case 变量 in 模式1) ... ;; 模式2) ... ;; esac

case 模式名 in
 模式1)
     命令
     ;;
 模式2)
     命令
     ;;
esac

• 每个模式必须以右括号 ) 结束（可以是数字或英文）
• 每个分支的命令必须以双分号 ;; 结束，;;就相当于break
• esac 表示 case 结束
• 示例：

case $choice in
 1)
     操作
     ;;
 Start)
     操作
     ;;
esac

终端命令与 History

• 终端：定义指的是与计算机系统相连的一种输入输出设备
  • tty #print the file name of the terminal connected to standard input
• tty = tell terminal type/device

显示当前终端设备的文件名

• stty #change and print terminal line settings，改变终端设置
• stty = set tty
• History #GNU history library
  • history [nn] #显示过去 nn 条命令
  • !! #重复上一条命令
  • !nn #重复history中编号为 nn 的命令
  • !string #重复最近的以 string 开头的命令

Magic Symbol #!

脚本解释器，告诉系统：这个脚本应该用哪个解释器来运行

• sh/bash
  • #!/bin/sh
  • #!/bin/bash
• csh
  • #!/bin/csh -f（-f option，without parsing .cshrc）
• 如果没有 Magic Symbol 指示，那么执行脚本命令前必须加上对应的解释器
  • sh sh_script / csh csh_script / bash bash_script / app_prog app_script
• 但在加上 Magic Symbol 并且 chmod +x script 后，我们即可直接运行脚本
  • sh_script / csh_script / bash_script / app_script

Meta-Characters And REP

Meta-Characters as Wild Cards

这些是 shell 里的通配符（wildcards / globbing），主要用于 ls、cp、mv、rm、find（注意：find 本身也有通配/正则的用法）等命令里做文件名/路径匹配。

Meta-Character Rules

• ? 匹配当前位置任意一个字符，即当前位置必须有一个字符（不多不少）
  • ls m?n #m4n, man, m!n
• * 匹配当前位置任意 0 个或多个字符，即当前位置可以匹配 0 个或多个字符
  • ls * #不是 . 开头的任意文件
  • ls [a-z]* #小写字母开头的任意文件
  • a* 匹配：a、ab、abc.txt、a___
  • *.c 匹配：main.c、test.c
• [abc] #匹配括号内的任意一个字符
• [a-d] #匹配括号内范围的任意字符
• [!abc] #匹配任意字符不在封闭集内
  • ls chpt[1-4] #chpt1, chpt2, chpt3, chpt4
• {abc,bcd,cde} #匹配任一一组中的任一字符，注意用逗号分隔，花括号展开
  • echo {a,b,c} 会展开成：echo a b c
  • ls {src,include}/*.h 等价于：ls src/*.h include/*.h
• ~ #当前用户的 home 目录
• ~user #指定 user 的 home 目录
• \ #对待下一个字符为纯文本

Regular Expression Syntax

这些是正则表达式（Regular Expression, regex）的基础语法，和通配符很像，但含义不一样，主要给“文本内容匹配”用

REP Rules

• cat #字符串 cat
• . #匹配除换行以外的任意单个字符
  • .at #cat, rat, mat, bat
• ? #匹配之前单个字符的 0 个或 1 个
  • colou?r匹配：color（u 出现 0 次）、colour（u 出现 1 次）
• * #匹配之前的单个字符的 0 或更多实例
  • xy*z匹配：xz（y 0 次）、xyz（1 次）、xyyz（2 次）、xyyyz（3 次）......
  • [A-Z][A-Z]* #A, CD, GPIO，第一位必须是大写字母，后面可以跟 0 或更多个大写字母
  • [A-Z]* # , A, CD，0 或更多个大写字母
• [abc] #匹配括号内的任意一个字符
  • gr[ae]y匹配：gray 或 grey
  • [cC]at #cat 或 Cat
• [a-d] #匹配括号内范围的任意一个字符
• [^abc] #匹配任意字符不在封闭集内
  • [^a-zA-Z] #任意非字母字符
• ^exp #以该表达式开头的行
  • ^cat #cat 在行首
• exp$ #以该表达式结尾的行
  • cat$ #cat 在行尾
  • [0-9]$ #以数字结尾的行
• \ #对待下一个字符为纯文本
  • \* #对待为纯文本星号 通配符（Wildcards/Globbing）主要用于管理文件，而正则表达式（Regular Expressions）主要用于处理文本内容。

特殊字符总结

正则中的特殊字符(需要转义来匹配字面意思)

. * + ? ^ $ { } [ ] ( ) | \

转义序列(需要反斜杠来表示特殊含义)

\s  空白字符
\d  数字
\w  单词字符
\n  换行
\t  制表符

• | #表示或

来个具体例子

❯ ls | grep -E '\(Answer format: "[^"]+"\)'                                  
(Answer format: "edlin, edit")

匹配过程:

1. " → 匹配第一个双引号 "
2. [^"]+ → 捕获 edlin, edit (所有非引号字符)
3. " → 匹配第二个双引号 "
4. \) → 匹配右括号 )

条件判断部分

第一行包含三个逻辑判断，通常用于决定是否执行后续的 diff 或拷贝操作：

• (if -d):
  • 通常用于检查某个路径是否存在且是一个目录（Directory）。
  • 完整写法一般是 if [ -d $DIR_PATH ]。
• (if !-w):
  • 检查文件或目录是否不可写。! 是取反符号，-w 代表可写（Writable）。
  • 这通常是为了确认目标位置是否有权限限制，或者是否需要提升权限。
• if [ \tty != "console" ]:
  • 检查当前的终端类型。
  • tty 命令会返回当前控制台的设备名。
  • 意思：如果当前用户不是在物理控制台（Console）上直接操作（例如是通过 SSH 远程登录），则条件成立。

命令执行部分

第二行是一个文件对比命令：

diff $SYNOPSYS/admin/setup/$f $LIBX11 >& /dev/null

• diff: 比较两个文件的差异。
  • 源文件：$SYNOPSYS/admin/setup/$f（通常是 Synopsys EDA 软件的安装配置模板）。
  • 目标文件：$LIBX11（系统路径下的配置文件）。
• >& /dev/null:
  • 这是一个重定向操作。
  • 它将“标准输出”和“标准错误”全部丢弃到 /dev/null（黑洞）。
  • 目的：脚本并不想让你看到具体的差异内容，它只是通过 diff 的**退出状态码（Exit Status）**来判断两个文件是否一致。
    • 如果状态码为 0：文件完全一致。
    • 如果状态码为 1：文件有差异。