不論是哪一種Shell,它最主要的功用都是解譯使用者在命令列提示符號(hào)下輸入的指令。Shell 語(yǔ)法分析命令列,把它分解成以空白區(qū)分開(kāi)的符號(hào)(token),在此空白包括了跳位鍵(tab)、空白和換行(New Line)。如果這些字包含了metacharacter,shell 將會(huì)評(píng)估(evaluate)它們的正確用法。另外,shell 還管理檔案輸入輸出及幕后處理(background processing)。在處理命令列之后,shell 會(huì)尋找命令并開(kāi)始執(zhí)行它們。
Shell 的另一個(gè)重要功用是提供個(gè)人化的使用者環(huán)境,這通常在 shell 的初始化檔案中完成(.profile、.login、.cshrc、.tcshrc 等等)。這些檔案包括了設(shè)定終端機(jī)鍵盤(pán)和定義窗口的特征;設(shè)定變量,定義搜尋路徑、權(quán)限、提示符號(hào)和終端機(jī)類型;以及設(shè)定特殊應(yīng)用程序所需要的變量,例如窗口、文字處理程序、及程序語(yǔ)言的鏈接庫(kù)。Korn shell 和 C shell 加強(qiáng)了個(gè)別化的能力:增加歷程、別名、和內(nèi)建變量集以避免使用者誤殺檔案、不慎簽出、并在當(dāng)工作完成時(shí)通知使用者。
Shell 也能當(dāng)解譯性的程序語(yǔ)言(interpreted programing language)。Shell 程序,通常叫做命令文件,它由列在檔案內(nèi)的命令所構(gòu)成。此程序在編輯器中編輯(雖然也可以直接在命令列下寫(xiě)作程序,online scripting),由 UNIX 命令和基本的程序結(jié)構(gòu),例如變量的指定、測(cè)試條件、和循環(huán)所構(gòu)成。您不需要編譯 shell 命令檔。Shell 本身會(huì)解譯命令檔中的每一行,就如同由鍵盤(pán)輸入一樣。shell 負(fù)責(zé)解譯命令,而使用者則必須了解這些命令能做什么。下面列出了一些有用的命令和它們的使用方法。
Shell是系統(tǒng)的用戶界面,提供了用戶與內(nèi)核進(jìn)行交互操作的一種接口。它接收用戶輸入的命令并把它送入內(nèi)核去執(zhí)行 。
實(shí)際上Shell是一個(gè)命令解釋器,它解釋由用戶輸入的命令并且把它們送到內(nèi)核。不僅如此,Shell有自己的編程語(yǔ)言用于對(duì)命令的編輯,它允許用戶編寫(xiě)由shell命令組成的程序。Shell編程語(yǔ)言具有普通編程語(yǔ)言的很多特點(diǎn),比如它也有循環(huán)結(jié)構(gòu)和分支控制結(jié)構(gòu)等,用這種編程語(yǔ)言編寫(xiě)的Shell程序與其他應(yīng)用程序具有同樣的效果。
Linux提供了像MicrosoftWindows那樣的可視的命令輸入界面--X Window的圖形用戶界面(GUI)。它提供了很多桌面環(huán)境系統(tǒng),其操作就像Windows一樣,有窗口、圖標(biāo)和菜單,所有的管理都是通過(guò)鼠標(biāo)控制。GNOME。
每個(gè)Linux系統(tǒng)的用戶可以擁有他自己的用戶界面或Shell,用以滿足他們自己專門(mén)的Shell需要。
同Linux本身一樣,Shell也有多種不同的版本。主要有下列版本的Shell: Bourne Shell:是貝爾實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的。
BASH:是GNU的Bourne Again Shell,是GNU操作系統(tǒng)上默認(rèn)的shell。
Korn Shell:是對(duì)Bourne SHell的發(fā)展,在大部分內(nèi)容上與Bourne Shell兼容。
C Shell:是SUN公司Shell的BSD版本。
Z Shell:The last shell you’ll ever need! Z是最后一個(gè)字母,也就是終極Shell。它集成了bash、ksh的重要特性,同時(shí)又增加了自己獨(dú)有的特性。
什么是shell程序呢"_blank" href="/item/linux">linux命令的文件.
像編寫(xiě)高級(jí)語(yǔ)言的程序一樣,編寫(xiě)一個(gè)shell程序需要一個(gè)文本編輯器.如Ⅵ等.
在文本編輯環(huán)境下,依據(jù)shell的語(yǔ)法規(guī)則,輸入一些shell/linux命令行,形成一個(gè)完整的程序文件.
執(zhí)行shell程序文件有三種方法
⑴#chmod x file(在/etc/profile中,加入export PATH=${PATH}:~/yourpath,就可以在命令行下直接運(yùn)行,像執(zhí)行普通命令一樣)
⑵#sh file
⑶# . file
⑷#source file
在編寫(xiě)shell時(shí),第一行一定要指明系統(tǒng)需要那種shell解釋你的shell程序,如:#! /bin/bash,#! /bin/csh,/bin/tcsh,還是#! /bin/pdksh .
⑴常用系統(tǒng)變量
$ # :保存程序命令行參數(shù)的數(shù)目
$ "para" label-module="para">
$ 0 :保存程序名
$ * :以("$1 $2...")的形式保存所有輸入的命令行參數(shù)
$ @ :以("$1""$2"...)的形式保存所有輸入的命令行參數(shù)
⑵定義變量
shell語(yǔ)言是非類型的解釋型語(yǔ)言,不象用C /JAVA語(yǔ)言編程時(shí)需要事先聲明變量.給一個(gè)變量賦值,實(shí)際上就是定義了變量.
在linux支持的所有shell中,都可以用賦值符號(hào)(=)為變量賦值.
如:
abc=9 (bash/pdksh不能在等號(hào)兩側(cè)留下空格)
set abc = 9 (tcsh/csh)
由于shell程序的變量是無(wú)類型的,所以用戶可以使用同一個(gè)變量時(shí)而存放字符時(shí)而存放整數(shù).
如:
name=abc (bash/pdksh)
set name = abc (tcsh)
在變量賦值之后,只需在變量前面加一個(gè)$去引用.如:
echo $name
⑶位置變量
當(dāng)運(yùn)行一個(gè)支持多個(gè)命令行參數(shù)的shell程序時(shí),這些變量的值將分別存放在位置變量里.
其中第一個(gè)參數(shù)存放在位置變量1,第二個(gè)參數(shù)存放在位置變量2,依次類推...,shell保留
這些變量,不允許用戶以令外的方式定義他們.同別的變量,用$符號(hào)引用他們.
shell使用引號(hào)(單引號(hào)/雙引號(hào))和反斜線("\")用于向shell解釋器屏蔽一些特殊字符.
反引號(hào)(")對(duì)shell則有特殊意義.
如:
abc="how are you" (bash/pdksh)
set abc = "how are you" (tcsh)
這個(gè)命令行把三個(gè)單詞組成的字符串how are you作為一個(gè)整體賦值給變量abc.
abc1='$LOGNAME,how are you!' (bash/pdksh)
set abc1='$LOGNAME,how are you!' (tcsh)
abc2="$LOGNAME,how are you!" (bash/pdksh)
set abc2="$LOGNAME,how are you!" (tcsh)
LOGNAME變量是保存當(dāng)前用戶名的shell變量,假設(shè)他的當(dāng)前值是:wang.執(zhí)行完兩條命令后,
abc1的內(nèi)容是:$LOGNAME,how are you!.而abc2的內(nèi)容是;wang,how are you!.
象單引號(hào)一樣,反斜線也能屏蔽所有特殊字符.但是他一次只能屏蔽一個(gè)字符.而不能屏蔽
一組字符.
反引號(hào)的功能不同于以上的三種符號(hào).他不具有屏蔽特殊字符的功能.但是可以通過(guò)他將
一個(gè)命令的運(yùn)行結(jié)果傳遞給另外一個(gè)命令.
如:
contents=`ls` (bash/pdksh)
set contents = `ls` (tcsh)
在bash/pdksh中,命令test用于計(jì)算一個(gè)條件表達(dá)式的值.他們經(jīng)常在條件語(yǔ)句和循環(huán)
語(yǔ)句中被用來(lái)判斷某些條件是否滿足.
test命令的語(yǔ)法格式:
test expression
或者
[expression]
在test命令中,可以使用很多shell的內(nèi)部操作符.這些操作符介紹如下:
⑴字符串操作符 用于計(jì)算字符串表達(dá)式
test命令 | 含義
Str1 = str2 | 當(dāng)str1與str2相同時(shí),返回True
Str1! = str2| 當(dāng)str1與str2不同時(shí),返回True
Str | 當(dāng)str不是空字符時(shí),返回True
-n str | 當(dāng)str的長(zhǎng)度大于0時(shí),返回True
-z str | 當(dāng)str的長(zhǎng)度是0時(shí),返回True
⑵整數(shù)操作符具有和字符操作符類似的功能.只是他們的操作是針對(duì)整數(shù)
test表達(dá)式 | 含義
Int1 -eq int2|當(dāng)int1等于int2時(shí),返回True
Int1 -ge int2|當(dāng)int1大于/等于int2時(shí),返回True
Int1 -le int2|當(dāng)int1小于/等于int2時(shí),返回True
Int1 -gt int2|當(dāng)int1大于int2時(shí),返回True
Int1 -ne int2|當(dāng)int1不等于int2時(shí),返回True
⑶用于文件操作的操作符,他們能檢查:文件是否存在,文件類型等
test表達(dá)式 | 含義
-d file |當(dāng)file是一個(gè)目錄時(shí),返回 True
-f file |當(dāng)file是一個(gè)普通文件時(shí),返回 True
-r file |當(dāng)file是一個(gè)可讀文件時(shí),返回 True
-s file |當(dāng)file文件長(zhǎng)度大于0時(shí),返回 True
-w file |當(dāng)file是一個(gè)可寫(xiě)文件時(shí),返回 True
-x file |當(dāng)file是一個(gè)可執(zhí)行文件時(shí),返回 True
⑷shell的邏輯操作符用于修飾/連接包含整數(shù),字符串,文件操作符的表達(dá)式
test表達(dá)式 | 含義
! expr |當(dāng)expr的值是False時(shí),返回True
Expr1 -a expr2|當(dāng)expr1,expr2值同為T(mén)rue時(shí),返回True
Expr1 -o expr2|當(dāng)expr1,expr2的值至少有一個(gè)為T(mén)rue時(shí),返回True
注意:
tcsh shell 不使用test命令,但是tcsh中的表達(dá)式同樣能承擔(dān)相同的功能.tcsh
支持的表達(dá)式于C中的表達(dá)式相同.通常使用在if和while命令中.
tcsh表達(dá)式 | 含義
Int1 <= int2 |當(dāng)int1小于/等于int2時(shí),返回True
Int1 >= int2 |當(dāng)int1大于/等于int2時(shí),返回True
Int1 < int2 |當(dāng)int1小于int2時(shí),返回True
Int1 > int2 |當(dāng)int1大于int2時(shí),返回True
Str1 == str2 |當(dāng)str1與str2相同時(shí),返回True
Str1 != str2 |當(dāng)str1與str2不同時(shí),返回True
-r file |當(dāng)file是一個(gè)可讀文件時(shí),返回True
-w file |當(dāng)file是一個(gè)可寫(xiě)文件時(shí),返回True
-x file |當(dāng)file是一個(gè)可執(zhí)行文件時(shí),返回True
-e file |當(dāng)file存在時(shí),返回True
-o file |當(dāng)file文件的所有者是當(dāng)前用戶時(shí),返回True
-z file |當(dāng)file長(zhǎng)度為0時(shí),返回True
-f file |當(dāng)file是一個(gè)普通文件時(shí),返回True
-d file |當(dāng)file是一個(gè)目錄時(shí),返回True
Exp1 || exp2 |當(dāng)exp1和exp2的值至少一個(gè)為T(mén)rue時(shí),返回True
Exp1 && exp2 |當(dāng)exp1和exp2的值同為T(mén)rue時(shí),返回True
! exp |當(dāng)exp的值為False時(shí),返回True
linux定時(shí)器是由應(yīng)用程序響應(yīng)定時(shí)消息WM_TIMER實(shí)現(xiàn)定時(shí)。Timer定時(shí)器是IBM PC硬件和ROM BIOS構(gòu)造的定時(shí)器的簡(jiǎn)單擴(kuò)充。PC的ROM初始化8253定時(shí)器來(lái)產(chǎn)生硬件中斷08H,而0...
LPI 作為國(guó)內(nèi)外知名的Linux認(rèn)證機(jī)構(gòu),長(zhǎng)期受IBM、google、hp、騰訊等國(guó)內(nèi)外知名企業(yè)委托招聘Linux工程師,同時(shí)LPIC Level 2證書(shū)獲得者大都供職于以上企業(yè)。Novell對(duì)所有...
inux中文件查找命令有很多,一般文件分類為兩種,一種是應(yīng)用程序,即二進(jìn)制文件,一種是文檔,即文本文件。對(duì)于前者,我們一般使用whereis、which等命令,對(duì)于后者,我們習(xí)慣使用find命令,當(dāng)然...
shell是用戶和Linux操作系統(tǒng)之間的接口。Linux中有多種shell,其中缺省使用的是Bash。本章講述了shell的工作原理,shell的種類,shell的一般操作及Bash的特性。
Linux系統(tǒng)的shell作為操作系統(tǒng)的外殼,為用戶提供使用操作系統(tǒng)的接口。它是命令語(yǔ)言、命令解釋程序及程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的統(tǒng)稱。
shell是用戶和Linux內(nèi)核之間的接口程序,如果把Linux內(nèi)核想象成一個(gè)球體的中心,shell就是圍繞內(nèi)核的外層。當(dāng)從shell或其他程序向Linux傳遞命令時(shí),內(nèi)核會(huì)做出相應(yīng)的反應(yīng)。
shell是一個(gè)命令語(yǔ)言解釋器,它擁有自己內(nèi)建的shell命令集,shell也能被系統(tǒng)中其他應(yīng)用程序所調(diào)用。用戶在提示符下輸入的命令都由shell先解釋然后傳給Linux核心。
有一些命令,比如改變工作目錄命令cd,是包含在shell內(nèi)部的。還有一些命令,例如拷貝命令cp和移動(dòng)命令mv,是存在于文件系統(tǒng)中某個(gè)目錄下的單獨(dú)的程序。對(duì)用戶而言,不必關(guān)心一個(gè)命令是建立在shell內(nèi)部還是一個(gè)單獨(dú)的程序。
shell首先檢查命令是否是內(nèi)部命令,若不是再檢查是否是一個(gè)應(yīng)用程序(這里的應(yīng)用程序可以是Linux本身的實(shí)用程序,如ls和rm,也可以是購(gòu)買(mǎi)的商業(yè)程序,如xv,或者是自由軟件,如emacs)。然后shell在搜索路徑里尋找這些應(yīng)用程序(搜索路徑就是一個(gè)能找到可執(zhí)行程序的目錄列表)。如果鍵入的命令不是一個(gè)內(nèi)部命令并且在路徑里沒(méi)有找到這個(gè)可執(zhí)行文件,將會(huì)顯示一條錯(cuò)誤信息。如果能夠成功找到命令,該內(nèi)部命令或應(yīng)用程序?qū)⒈环纸鉃橄到y(tǒng)調(diào)用并傳給Linux內(nèi)核。
shell的另一個(gè)重要特性是它自身就是一個(gè)解釋型的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言,shell程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言支持絕大多數(shù)在高級(jí)語(yǔ)言中能見(jiàn)到的程序元素,如函數(shù)、變量、數(shù)組和程序控制結(jié)構(gòu)。shell編程語(yǔ)言簡(jiǎn)單易學(xué),任何在提示符中能鍵入的命令都能放到一個(gè)可執(zhí)行的shell程序中。
當(dāng)普通用戶成功登錄,系統(tǒng)將執(zhí)行一個(gè)稱為shell的程序。正是shell進(jìn)程提供了命令行提示符。作為默認(rèn)值(TurboLinux系統(tǒng)默認(rèn)的shell是BASH),對(duì)普通用戶用“$”作提示符,對(duì)超級(jí)用戶(root)用“#”作提示符。
一旦出現(xiàn)了shell提示符,就可以鍵入命令名稱及命令所需要的參數(shù)。shell將執(zhí)行這些命令。如果一條命令花費(fèi)了很長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)運(yùn)行,或者在屏幕上產(chǎn)生了大量的輸出,可以從鍵盤(pán)上按ctrl c發(fā)出中斷信號(hào)來(lái)中斷它(在正常結(jié)束之前,中止它的執(zhí)行)。
當(dāng)用戶準(zhǔn)備結(jié)束登錄對(duì)話進(jìn)程時(shí),可以鍵入logout命令、exit命令或文件結(jié)束符(EOF)(按ctrl d實(shí)現(xiàn)),結(jié)束登錄。
我們來(lái)實(shí)習(xí)一下shell是如何工作的。
$ make work
make:***No rule to make target ‘work’. Stop.
$
注釋:make是系統(tǒng)中一個(gè)命令的名字,后面跟著命令參數(shù)。在接收到這個(gè)命令后,shell便執(zhí)行它。本例中,由于輸入的命令參數(shù)不正確,系統(tǒng)返回信息后停止該命令的執(zhí)行。
在例子中,shell會(huì)尋找名為make的程序,并以work為參數(shù)執(zhí)行它。make是一個(gè)經(jīng)常被用來(lái)編譯大程序的程序,它以參數(shù)作為目標(biāo)來(lái)進(jìn)行編譯。在 “make work”中,make編譯的目標(biāo)是work。因?yàn)閙ake找不到以work為名字的目標(biāo),它便給出錯(cuò)誤信息表示運(yùn)行失敗,用戶又回到系統(tǒng)提示符下。
另外,用戶鍵入有關(guān)命令行后,如果shell找不到以其中的命令名為名字的程序,就會(huì)給出錯(cuò)誤信息。例如,如果用戶鍵入:
$ myprog
bash:myprog:command not found
$
可以看到,用戶得到了一個(gè)沒(méi)有找到該命令的錯(cuò)誤信息。用戶敲錯(cuò)命令后,系統(tǒng)一般會(huì)給出這樣的錯(cuò)誤信息。
Linux中的shell有多種類型,其中最常用的幾種是Bourne shell(sh)、C shell(csh)和Korn shell(ksh)。三種shell各有優(yōu)缺點(diǎn)。Bourne shell是UNⅨ最初使用的shell,并且在每種UNⅨ上都可以使用。Bourne shell在shell編程方面相當(dāng)優(yōu)秀,但在處理與用戶的交互方面做得不如其他幾種shell。Linux操作系統(tǒng)缺省的shell是Bourne Again shell,它是Bourne shell的擴(kuò)展,簡(jiǎn)稱Bash,與Bourne shell完全向后兼容,并且在Bourne shell的基礎(chǔ)上增加、增強(qiáng)了很多特性。Bash放在/bin/bash中,它有許多特色,可以提供如命令補(bǔ)全、命令編輯和命令歷史表等功能,它還包含了很多C shell和Korn shell中的優(yōu)點(diǎn),有靈活和強(qiáng)大的編程接口,同時(shí)又有很友好的用戶界面。
C shell是一種比Bourne shell更適于編程的shell,它的語(yǔ)法與C語(yǔ)言很相似。Linux為喜歡使用C shell的人提供了Tcsh。Tcsh是C shell的一個(gè)擴(kuò)展版本。Tcsh包括命令行編輯、可編程單詞補(bǔ)全、拼寫(xiě)校正、歷史命令替換、作業(yè)控制和類似C語(yǔ)言的語(yǔ)法,它不僅和Bash shell是提示符兼容,而且還提供比Bash shell更多的提示符參數(shù)。
Korn shell集合了C shell和Bourne shell的優(yōu)點(diǎn)并且和Bourne shell完全兼容。Linux系統(tǒng)提供了pdksh(ksh的擴(kuò)展),它支持任務(wù)控制,可以在命令行上掛起、后臺(tái)執(zhí)行、喚醒或終止程序。
Linux并沒(méi)有冷落其他shell用戶,還包括了一些流行的shell如ash、zsh等。每個(gè)shell都有它的用途,有些shell是有專利的,有些能從Internet網(wǎng)上或其他來(lái)源獲得。要決定使用哪個(gè)shell,只需讀一下各種shell的聯(lián)機(jī)幫助,并試用一下。
用戶在登錄到Linux時(shí)由/etc/passwd文件來(lái)決定要使用哪個(gè)shell。例如:
# fgrep lisa /etc/passwd
lisa:x:500:500:TurboLinux User:/home/lisa:/bin/bash
shell被列每行的末尾(/bin/bash)。
由于Bash是Linux上缺省的shell,本章主要介紹Bash及其相關(guān)知識(shí)。
命令行c
用戶登錄到Linux系統(tǒng)時(shí),可以看到一個(gè)shell提示符,標(biāo)識(shí)了命令行的開(kāi)始。用戶可以在提示符后面輸入任何命令及參數(shù)。例如:
$ date
二 11 23 01:34:58 CST 1999
$
用戶登錄時(shí),實(shí)際進(jìn)入了shell,它遵循一定的語(yǔ)法將輸入的命令加以解釋并傳給系統(tǒng)。命令行中輸入的第一個(gè)字必須是一個(gè)命令的名字,第二個(gè)字是命令的選項(xiàng)或參數(shù),命令行中的每個(gè)字必須由空格或TAB隔開(kāi),格式如下:
$ Command Option Arguments
⒈ 選項(xiàng)和參數(shù)
選項(xiàng)是包括一個(gè)或多個(gè)字母的代碼,它前面有一個(gè)減號(hào)(減號(hào)是必要的,Linux用它來(lái)區(qū)別選項(xiàng)和參數(shù)),選項(xiàng)可用于改變命令執(zhí)行的動(dòng)作的類型。例如:
$ ls
motd passwd
$
這是沒(méi)有選項(xiàng)的ls命令,可列出當(dāng)前目錄中所有文件,只列出各個(gè)文件的名字,而不顯示其他更多的信息。
$ ls -l
total 2
-rw-r--r-- 2 wzh book 22 Apr 20 20:37 motd
-rw-r--r-- 2 wzh book 796 Apr 20 20:37 passwd
$
加入-l選項(xiàng),將會(huì)為每個(gè)文件列出一行信息,諸如數(shù)據(jù)大小和數(shù)據(jù)最后被修改的時(shí)間。
大多數(shù)命令都被設(shè)計(jì)為可以接納參數(shù)。參數(shù)是在命令行中的選項(xiàng)之后鍵入的一個(gè)或多個(gè)單詞,例如:
$ ls -l text
-rw-r--r-- 2 wzh book 22 Apr 20 20:37 motd
-rw-r--r-- 2 wzh book 796 Apr 20 20:37 passwd
$
將顯示text目錄下的所有文件及其信息。
有些命令,如ls可以帶參數(shù),而有一些命令可能需要一些最小數(shù)目的參數(shù)。例如,cp命令至少需要兩個(gè)參數(shù),如果參數(shù)的數(shù)目與命令要求不符,shell將會(huì)給出出錯(cuò)信息。例如:
$ cp -i mydata newdata
注意:命令行中選項(xiàng)先于參數(shù)輸入。
⒉ 命令行特征
命令行實(shí)際上是可以編輯的一個(gè)文本緩沖區(qū),在按回車之前,可以對(duì)輸入的文本進(jìn)行編輯。比如利用BACKSPACE鍵可以刪除剛鍵入的字符,可以進(jìn)行整行刪除,還可以插入字符,使得用戶在輸入命令,尤其是復(fù)雜命令時(shí),若出現(xiàn)鍵入錯(cuò)誤,無(wú)須重新輸入整個(gè)命令,只要利用編輯操作,即可改正錯(cuò)誤。
利用上箭頭可以重新顯示剛執(zhí)行的命令,利用這一功能可以重復(fù)執(zhí)行以前執(zhí)行過(guò)的命令,而無(wú)須重新鍵入該命令。
bash保存著以前鍵入過(guò)的命令的列表,這一列表被稱為命令歷史表。按動(dòng)上箭頭,便可以在命令行上逐次顯示各條命令。同樣,按動(dòng)下箭頭可以在命令列表中向下移動(dòng),這樣可以將以前的各條命令顯示在命令行上,用戶可以修改并執(zhí)行這些命令。這一特征將在10.4節(jié)中進(jìn)行詳細(xì)的論述。
在一個(gè)命令行中還可以置入多個(gè)命令,用分號(hào)將各個(gè)命令隔開(kāi)。例如:
$ ls -F;cp -i mydata newdata
也可以在幾個(gè)命令行中輸入一個(gè)命令,用反斜杠將一個(gè)命令行持續(xù)到下一行。
$ cp –i
mydata
newdata
上面的cp命令是在三行中輸入的,開(kāi)始的兩行以反斜杠結(jié)束,把三行作為一個(gè)命令行。
shell中除使用普通字符外,還可以使用一些具有特殊含義和功能的特殊字符。在使用它們時(shí)應(yīng)注意其特殊的含義和作用范圍。下面分別對(duì)這些特殊字符加以介紹。
⒈ 通配符
通配符用于模式匹配,如文件名匹配、路經(jīng)名搜索、字符串查找等。常用的通配符有*、"para" label-module="para">
* 代表任何字符串(長(zhǎng)度可以不等),例如:“f*”匹配以f打頭的任意字符串。但應(yīng)注意,文件名前的圓點(diǎn)(.)和路經(jīng)名中的斜線(/)必須顯式匹配。例如“*”不能匹配.file,而“.*”才可以匹配.file。
"_blank" href="/item/字符">字符。
[] 代表指定的一個(gè)字符范圍,只要文件名中[ ]位置處的字符在[]中指定的范圍之內(nèi),那么這個(gè)文件名就與這個(gè)模式串匹配。方括號(hào)中的字符范圍可以由直接給出的字符組成,也可以由表示限定范圍的起始字符、終止字符及中間的連字符(-)組成。例如,f [a- d] 與f [abcd]的作用相同。Shell將把與命令行中指定的模式串相匹配的所有文件名都作為命令的參數(shù),形成最終的命令,然后再執(zhí)行這個(gè)命令。
下面我們給出表10-1說(shuō)明這些通配符的具體含義。
表10-1 通配符含義舉例
模式串
意 義
*
當(dāng)前目錄下所有文件的名稱。
*Text*
當(dāng)前目錄下所有文件名中包含有Text的文件的名稱。
[ab-dm]*
當(dāng)前目錄下所有以a、b、c、d、m開(kāi)頭的文件的名稱。
[ab-dm]"para" label-module="para">
當(dāng)前目錄下所有以a、b、c、d、m開(kāi)頭且后面只跟有一個(gè)字符的文件的名稱。
/usr/bin/"para" label-module="para">
目錄/usr/bin下所有名稱為兩個(gè)字符的文件的名稱。
特別需要注意的是,連字符“-”僅在方括號(hào)內(nèi)有效,表示字符范圍,如在方括號(hào)外面就成為普通字符了。而*和"_blank" href="/item/通配符">通配符,若出現(xiàn)在方括號(hào)之內(nèi),它們也失去通配符的能力,成為普通字符了。例如,模式“- a[*"para" label-module="para">
最后說(shuō)明一下使用通配符時(shí)需要注意的一些問(wèn)題。由于*、"para" label-module="para">
⒉ 引號(hào)
在shell中引號(hào)分為三種:?jiǎn)我?hào),雙引號(hào)和反引號(hào)。
* 單引號(hào) ‘
由單引號(hào)括起來(lái)的字符都作為普通字符出現(xiàn)。特殊字符用單引號(hào)括起來(lái)以后,也會(huì)失去原有意義,而只作為普通字符解釋。例如:
$ string=’$PATH’
$ echo $string
$PATH
$
可見(jiàn)$保持了其本身的含義,作為普通字符出現(xiàn)。
* 雙引號(hào) “
由雙引號(hào)括起來(lái)的字符,除$、、’、和”這幾個(gè)字符仍是特殊字符并保留其特殊功能外,其余字符仍作為普通字符對(duì)待。對(duì)于$來(lái)說(shuō),就是用其后指定的變量的值來(lái)代替這個(gè)變量和$;對(duì)于而言,是轉(zhuǎn)義字符,它告訴shell不要對(duì)其后面的那個(gè)字符進(jìn)行特殊處理,只當(dāng)作普通字符即可??梢韵胍?jiàn),在雙引號(hào)中需要在前面加上的只有四個(gè)字符$,,’和”本身。而對(duì)”號(hào),若其前面沒(méi)有加,則Shell會(huì)將它同前一個(gè)”號(hào)匹配。
例如,我們假定PATH的值為.:/usr/bin:/bin,輸入如下命令:
$ TestString=”$PATH\”$PATH”
$ echo $TestString
.:/usr/bin:/ bin”$PATH
$
讀者可以自己試一下在第二個(gè)雙引號(hào)之前不加會(huì)產(chǎn)生什么結(jié)果。
* 反引號(hào) `
反引號(hào)(`)這個(gè)字符所對(duì)應(yīng)的鍵一般位于鍵盤(pán)的左上角,不要將其同單引號(hào)(’)混淆。反引號(hào)括起來(lái)的字符串被shell解釋為命令行,在執(zhí)行時(shí),shell首先執(zhí)行該命令行,并以它的標(biāo)準(zhǔn)輸出結(jié)果取代整個(gè)反引號(hào)(包括兩個(gè)反引號(hào))部分。例如:
$ pwd
/home/xyz
$ string=”current directory is `pwd`”
$ echo $string
current directour is /home/xyz
$
shell執(zhí)行echo命令時(shí),首先執(zhí)行`pwd`中的命令pwd,并將輸出結(jié)果/home/xyz取代`pwd`這部分,最后輸出替換后的整個(gè)結(jié)果。
利用反引號(hào)的這種功能可以進(jìn)行命令置換,即把反引號(hào)括起來(lái)的執(zhí)行結(jié)果賦值給指定變量。例如:
$ today=`date`
$ echo Today is $today
Today is Mon Apr 15 16:20:13 CST 1999
$
反引號(hào)還可以嵌套使用。但需注意,嵌套使用時(shí)內(nèi)層的反引號(hào)必須用反斜線()將其轉(zhuǎn)義。例如:
$ abc=`echo The number of users is `who| wc-l``
$ echo $abc
The number of users is 5
$
在反引號(hào)之間的命令行中也可以使用shell的特殊字符。Shell為得到``中命令的結(jié)果,它實(shí)際上要去執(zhí)行``中指定的命令。執(zhí)行時(shí),命令中的特殊字符,如$,”,"para" label-module="para">
$ ls
note readme.txt Notice Unix.dir
$ TestString=”`echo $HOME ` ` ls [nN]*`”
$ echo $TestString
/home/yxz note Notice
$
其他情況,讀者可自行試之。
⒈ 注釋符
在shell編程中經(jīng)常要對(duì)某些正文行進(jìn)行注釋,以增加程序的可讀性。在Shell中以字符“#”開(kāi)頭的正文行表示注釋行。
此外還有一些特殊字符如:用于輸入/輸出重定向與管道的<;、>;、<<;、>>;和|;執(zhí)行后臺(tái)命令的&;;命令執(zhí)行操作符&&;和||及表示命令組的{}將在下面各小節(jié)中加以介紹。
⒈ 標(biāo)準(zhǔn)輸入與輸出
我們知道,執(zhí)行一個(gè)shell命令行時(shí)通常會(huì)自動(dòng)打開(kāi)三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)文件,即標(biāo)準(zhǔn)輸入文件(stdin),通常對(duì)應(yīng)終端的鍵盤(pán);標(biāo)準(zhǔn)輸出文件(stdout)和標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤輸出文件(stderr),這兩個(gè)文件都對(duì)應(yīng)終端的屏幕。進(jìn)程將從標(biāo)準(zhǔn)輸入文件中得到輸入數(shù)據(jù),將正常輸出數(shù)據(jù)輸出到標(biāo)準(zhǔn)輸出文件,而將錯(cuò)誤信息送到標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤文件中。
我們以cat命令為例,cat命令的功能是從命令行給出的文件中讀取數(shù)據(jù),并將這些數(shù)據(jù)直接送到標(biāo)準(zhǔn)輸出。若使用如下命令:
$ cat config
將會(huì)把文件config的內(nèi)容依次顯示到屏幕上。但是,如果cat的命令行中沒(méi)有參數(shù),它就會(huì)從標(biāo)準(zhǔn)輸入中讀取數(shù)據(jù),并將其送到標(biāo)準(zhǔn)輸出。例如:
$ cat
Hello world
Hello world
Bye
Bye
$
用戶輸入的每一行都立刻被cat命令輸出到屏幕上。
另一個(gè)例子,命令sort按行讀入文件正文(當(dāng)命令行中沒(méi)有給出文件名時(shí),表示從標(biāo)準(zhǔn)輸入讀入),將其排序,并將結(jié)果送到標(biāo)準(zhǔn)輸出。下面的例子是從標(biāo)準(zhǔn)輸入讀入一個(gè)采購(gòu)單,并將其排序。
$ sort
bananas
carrots
apples
apples
bananas
carrots
$
這時(shí)我們?cè)谄聊簧系玫搅艘雅判虻牟少?gòu)單。
直接使用標(biāo)準(zhǔn)輸入/輸出文件存在以下問(wèn)題:
輸入數(shù)據(jù)從終端輸入時(shí),用戶費(fèi)了半天勁輸入的數(shù)據(jù)只能用一次。下次再想用這些數(shù)據(jù)時(shí)就得重新輸入。而且在終端上輸入時(shí),若輸入有誤修改起來(lái)不是很方便。
輸出到終端屏幕上的信息只能看不能動(dòng)。我們無(wú)法對(duì)此輸出作更多處理,如將輸出作為另一命令的輸入進(jìn)行進(jìn)一步的處理等。
為了解決上述問(wèn)題,Linux系統(tǒng)為輸入、輸出的傳送引入了另外兩種機(jī)制,即輸入/輸出重定向和管道。
⒉ 輸入重定向
輸入重定向是指把命令(或可執(zhí)行程序)的標(biāo)準(zhǔn)輸入重定向到指定的文件中。也就是說(shuō),輸入可以不來(lái)自鍵盤(pán),而來(lái)自一個(gè)指定的文件。所以說(shuō),輸入重定向主要用于改變一個(gè)命令的輸入源,特別是改變那些需要大量輸入的輸入源。
例如,命令wc統(tǒng)計(jì)指定文件包含的行數(shù)、單詞數(shù)和字符數(shù)。如果僅在命令行上鍵入:
$ wc
wc將等待用戶告訴它統(tǒng)計(jì)什么,這時(shí)shell就好象死了一樣,從鍵盤(pán)鍵入的所有文本都出現(xiàn)在屏幕上,但并沒(méi)有什么結(jié)果,直至按下;,wc才將命令結(jié)果寫(xiě)在屏幕上。
如果給出一個(gè)文件名作為wc命令的參數(shù),如下例所示,wc將返回該文件所包含的行數(shù)、單詞數(shù)和字符數(shù)。
$ wc /etc/passwd
20 23 726 /etc/passwd
$
另一種把/etc/passwd文件內(nèi)容傳給wc命令的方法是重定向wc的輸入。輸入重定向的一般形式為:命令<;文件名??梢杂孟旅娴拿畎褀c命令的輸入重定向?yàn)?etc/passwd文件:
$ wc < /etc/passwd
20 23 726
$
另一種輸入重定向稱為here文檔,它告訴shell當(dāng)前命令的標(biāo)準(zhǔn)輸入來(lái)自命令行。here文檔的重定向操作符使用<<;。它將一對(duì)分隔符(本例中用delim表示)之間的正文重定向輸入給命令。下例將一對(duì)分隔符delim之間的正文作為wc命令的輸入,統(tǒng)計(jì)出正文的行數(shù)、單詞數(shù)和字符數(shù)。
$ wc<
>this text forms the content
>of the here document,which
>continues until the end of
>text delimter
>delim
4 17 98
在<<;操作符后面,任何字符都可以作為正文開(kāi)始前的分隔符,本例中使用delim作為分隔符。here文檔的正文一直延續(xù)到遇見(jiàn)另一個(gè)分隔符為止。第二個(gè)分隔符應(yīng)出現(xiàn)在新行的開(kāi)頭。這時(shí)here文檔的正文(不包括開(kāi)始和結(jié)束的分隔符)將重新定向送給命令wc作為它的標(biāo)準(zhǔn)輸入。
由于大多數(shù)命令都以參數(shù)的形式在命令行上指定輸入文件的文件名,所以輸入重定向并不經(jīng)常使用。盡管如此,當(dāng)要使用一個(gè)不接受文件名作為輸入?yún)?shù)的命令,而需要的輸入內(nèi)容又存在一個(gè)文件里時(shí),就能用輸入重定向解決問(wèn)題。
⒈ 輸出重定向
輸出重定向是指把命令(或可執(zhí)行程序)的標(biāo)準(zhǔn)輸出或標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤輸出重新定向到指定文件中。這樣,該命令的輸出就不顯示在屏幕上,而是寫(xiě)入到指定文件中。
輸出重定向比輸入重定向更常用,很多情況下都可以使用這種功能。例如,如果某個(gè)命令的輸出很多,在屏幕上不能完全顯示,那么將輸出重定向到一個(gè)文件中,然后再用文本編輯器打開(kāi)這個(gè)文件,就可以查看輸出信息;如果想保存一個(gè)命令的輸出,也可以使用這種方法。還有,輸出重定向可以用于把一個(gè)命令的輸出當(dāng)作另一個(gè)命令的輸入(還有一種更簡(jiǎn)單的方法,就是使用管道,將在下面介紹)。
輸出重定向的一般形式為:命令>;文件名。例如:
$ ls > directory.out
$ cat directory.out
ch1.doc ch2.doc ch3.doc chimp config mail/ test/
$
將ls命令的輸出保存為一個(gè)名為directory.out的文件。
注:如果>;符號(hào)后邊的文件已存在,那么這個(gè)文件將被重寫(xiě)。
為避免輸出重定向中指定文件只能存放當(dāng)前命令的輸出重定向的內(nèi)容,shell提供了輸出重定向的一種追加手段。輸出追加重定向與輸出重定向的功能非常相似,區(qū)別僅在于輸出追加重定向的功能是把命令(或可執(zhí)行程序)的輸出結(jié)果追加到指定文件的最后,而該文件原有內(nèi)容不被破壞。
如果要將一條命令的輸出結(jié)果追加到指定文件的后面,可以使用追加重定向操作符>>;。形式為:命令>>;文件名。例如:
$ ls *.doc>>directory.out
$ cat directory.out
ch1.doc ch2.doc ch3.doc chimp config mail/ test/
ch1.doc ch2.doc ch3.doc
$
和程序的標(biāo)準(zhǔn)輸出重定向一樣,程序的錯(cuò)誤輸出也可以重新定向。使用符號(hào)2>;(或追加符號(hào)2>>;)表示對(duì)錯(cuò)誤輸出設(shè)備重定向。例如下面的命令:
$ ls /usr/tmp 2> err.file
可在屏幕上看到程序的正常輸出結(jié)果,但又將程序的任何錯(cuò)誤信息送到文件err.file中,以備將來(lái)檢查用。
還可以使用另一個(gè)輸出重定向操作符(&>;)將標(biāo)準(zhǔn)輸出和錯(cuò)誤輸出同時(shí)送到同一文件中。例如:
$ ls /usr/tmp &> output.file
利用重定向?qū)⒚罱M合在一起,可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)單個(gè)命令不能提供的新功能。例如使用下面的命令序列:
$ ls /usr/bin > /tmp/dir
$ wc –w < /tmp/dir
459
統(tǒng)計(jì)了/usr/bin目錄下的文件個(gè)數(shù)。
管 道
將一個(gè)程序或命令的輸出作為另一個(gè)程序或命令的輸入,有兩種方法,一種是通過(guò)一個(gè)臨時(shí)文件將兩個(gè)命令或程序結(jié)合在一起,例如上個(gè)例子中的/tmp/dir文件將ls和wc命令聯(lián)在一起;另一種是Linux所提供的管道功能。這種方法比前一種方法更好。
管道可以把一系列命令連接起來(lái),這意味著第一個(gè)命令的輸出會(huì)作為第二個(gè)命令的輸入通過(guò)管道傳給第二個(gè)命令,第二個(gè)命令的輸出又會(huì)作為第三個(gè)命令的輸入,以此類推。顯示在屏幕上的是管道行中最后一個(gè)命令的輸出(如果命令行中未使用輸出重定向)。
通過(guò)使用管道符“|”來(lái)建立一個(gè)管道行。用管道重寫(xiě)上面的例子:
$ ls /usr/bin|wc -w
1789
再如:
$ cat sample.txt|grep "High"|wc -l
管道將cat命令(列出一個(gè)文件的內(nèi)容)的輸出送給grep命令。grep命令在輸入里查找單詞High,grep命令的輸出則是所有包含單詞High的行,這個(gè)輸出又被送給wc命令,wc命令統(tǒng)計(jì)出輸入中的行數(shù)。假設(shè)sample.txt文件的內(nèi)容如下:
Things to do today:
Low:Go grocery shopping
High:Return movie
High:Clear level 3 in Alien vs. Predator
Medium:Pick up clothes from dry cleaner
那么該管道行的結(jié)果是2。
命令替換
命令替換和重定向有些相似,但區(qū)別在于命令替換是將一個(gè)命令的輸出作為另外一個(gè)命令的參數(shù)。常用命令格式為:
command1 `command2`
其中,command2的輸出將作為command1的參數(shù)。需要注意的是這里的`符號(hào),被它括起來(lái)的內(nèi)容將作為命令執(zhí)行,執(zhí)行后的結(jié)果作為command1的參數(shù)。例如:
$ cd `pwd`
該命令將pwd命令列出的目錄作為cd命令的參數(shù),結(jié)果仍然是停留在當(dāng)前目錄下。
在shell中可以定義函數(shù)。函數(shù)實(shí)際上也是由若干條shell命令組成的,因此它與shell程序形式上是相似的,不同的是它不是一個(gè)單獨(dú)的進(jìn)程,而是shell程序的一部分。函數(shù)由兩部分組成:函數(shù)名和函數(shù)體。
n函數(shù)定義的格式為:
函數(shù)名()
{
命令集合
}
n或者
function 函數(shù)名()
{
命令集合
}
Shell函數(shù)與腳本的區(qū)別
Shell函數(shù)和shell程序比較相似,它們的區(qū)別在于:
Shell程序在子Shell中運(yùn)行
而Shell函數(shù)在當(dāng)前Shell中運(yùn)行。因此在當(dāng)前Shell中可以看到Shell函數(shù)對(duì)變量的修改。
格式:pdf
大?。?span id="7jtwdg2" class="single-tag-height">1.3MB
頁(yè)數(shù): 9頁(yè)
評(píng)分: 4.4
嵌入式linux的LED實(shí)驗(yàn)
格式:pdf
大?。?span id="uwz7t20" class="single-tag-height">1.3MB
頁(yè)數(shù): 4頁(yè)
評(píng)分: 4.7
一、填空題( 20%) 1. 默認(rèn)情況下,超級(jí)用戶和普通用戶的登錄提示符分別是: “#”和“ $”。 2. Linux 內(nèi)核引導(dǎo)時(shí),從文件 /etc/fstab 中讀取要加載的文件系統(tǒng)。 3. Linux 系統(tǒng)下經(jīng)常使用的兩種桌面環(huán)境是: GNOME 和 KDE。 4. 鏈接分為: 硬鏈接 和 符號(hào)鏈接 。 5. Linux 系統(tǒng)中有三種基本的文件類型: 普通文件、目錄文件和設(shè)備文件 。 6. 某文件的權(quán)限為: drw-r--r-- ,用數(shù)值形式表示該權(quán)限, 則該八進(jìn)制數(shù)為: 644 ,該文件屬性是 目錄 。 7. 在超級(jí)用戶下顯示 Linux 系統(tǒng)中正在運(yùn)行的全部進(jìn)程,應(yīng)使用的命令及參數(shù)是 ps -aux 。 8. 將前一個(gè)命令的標(biāo)準(zhǔn)輸出作為后一個(gè)命令的標(biāo)準(zhǔn)輸入,稱之為 管道 。 9. /sbin 目錄用來(lái)存放系統(tǒng)管理員使用的管理程序。 10. 觀察當(dāng)前系統(tǒng)的運(yùn)行級(jí)別可用命令: who
Linux 調(diào)度器對(duì)比
BFS vs CFS,設(shè)計(jì)上的不同 白天 Con Kolivas 在醫(yī)院里當(dāng)麻醉師,為人們解除痛苦,業(yè)余的時(shí)候借 Linux 解除自己的痛苦。額,Kolivas 學(xué)習(xí) Linux 并不是為了解決痛苦,我臆測(cè)而已。但據(jù) Kolivas 自述,他接觸 Linux 內(nèi)核時(shí)連 C 語(yǔ)言也沒(méi)有學(xué)習(xí)過(guò)。。。這個(gè)事實(shí)證明,語(yǔ)言只是一項(xiàng)工具,對(duì)問(wèn)題本質(zhì)的深入理解才是寫(xiě)程序的關(guān)鍵??赡苓€有執(zhí)著,CFS 和 RSDL 之爭(zhēng)導(dǎo)致 Kolivas 離開(kāi) Linux 社區(qū),此去經(jīng)年,當(dāng) Kolivas 再次開(kāi)始看內(nèi)核代碼的時(shí)候,他立即發(fā)現(xiàn) CFS 存在以下幾個(gè)設(shè)計(jì)上的問(wèn)題:
CFS 的目標(biāo)是支持從桌面到高端服務(wù)器的所有應(yīng)用場(chǎng)景,這種大而全的設(shè)計(jì)思路導(dǎo)致其必須做一些實(shí)現(xiàn)上的折中,此外,那些只有在高端機(jī)器中才需要的特性將引入不必要的復(fù)雜代碼。
其次,為了維護(hù)多 CPU 上的公平性,CFS 采用了負(fù)載平衡機(jī)制,Kolivas 認(rèn)為,這些復(fù)雜代碼抵消了 per cpu queue 曾帶來(lái)的好處。
最后,主流內(nèi)核的 CFS 還是對(duì)睡眠進(jìn)程存在一些偏好,這意味著"不公平"。
在現(xiàn)實(shí)中,調(diào)度算法類似一個(gè)處境尷尬的主婦,滿足孩子對(duì)晚餐的要求便有可能傷害到老人的食欲。Linux 內(nèi)核一直試圖做出一道讓全家老少都喜歡的菜,在這方面,CFS 已經(jīng)做的很好。但一道能被所有人接受的菜,或許就意味著稍許平淡。而 BFS 只打算滿足一種口味,以便將這種口味發(fā)展到極限。
根據(jù) Linux Magazine的說(shuō)法,Con Kolivas是看到了下面這則來(lái)自 xkcd 的漫畫(huà)而開(kāi)始思考 BFS 的。
事情源于一些 Linux 用戶,他們發(fā)現(xiàn) Linux 雖然號(hào)稱能夠充分發(fā)揮 4096 顆 CPU 系統(tǒng)的計(jì)算能力,但在普通的 laptop 上卻無(wú)法流暢地播放 Youtube 視頻。
這讓人們開(kāi)始思考,對(duì)于 Desktop 環(huán)境來(lái)講,CFS 哪些復(fù)雜的特性究竟是否還有意義?人們是否有必要在自己的個(gè)人電腦中使用一個(gè)支持 4096 個(gè) CPU 的調(diào)度器?
BFS 正是對(duì)這種質(zhì)疑的自然反應(yīng)。它不打算支持 4096 個(gè) CPU 的龐然大物,BFS 的目標(biāo)是普通人使用的桌面電腦。此外,BFS 還刪除了那些只有在服務(wù)器上才需要的特性。比如,BFS 拋棄了 CFS 的組調(diào)度特性,類似 CGROUP 這樣的特性對(duì)于普通的桌面用戶是多余的技術(shù)。
這很容易理解:在只有一個(gè) CPU 的系統(tǒng)中,誰(shuí)還會(huì)設(shè)計(jì)多個(gè) CGroup,哪里還能用到 NUMA domain等概念呢?
此外 BFS 使用單一的 run queue,不再需要復(fù)雜的負(fù)載均衡機(jī)制。由于不再有 CGROUP 概念,也不再需要 Group 間的負(fù)載均衡。
這些簡(jiǎn)單的裁剪使得 BFS 的代碼極大地簡(jiǎn)化,簡(jiǎn)化的代碼意味著執(zhí)行一次調(diào)度所需要的指令數(shù)減少了,相應(yīng)的 footprint 自然也減少了。
當(dāng)然簡(jiǎn)化代碼只是一個(gè)顯而易見(jiàn)的方面,更重要的是,這種理念的不同會(huì)對(duì)最終的調(diào)度器實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生更加深遠(yuǎn)的影響,這實(shí)在是難以盡述。
多隊(duì)列 vs 單一隊(duì)列
?在 Linux 內(nèi)核進(jìn)入 2.6 時(shí),調(diào)度器采用 per cpu run queue 從而克服了單一 run queue 的局限。在多 CPU 系統(tǒng)中,單一 run queue 意味著 run queue 成為了系統(tǒng)的瓶頸,因?yàn)樵谕粫r(shí)刻,一個(gè) CPU 訪問(wèn) run queue 時(shí),其他的 CPU 即使空閑也必須等待。當(dāng)使用 per CPU 的 run queue 之后,每個(gè) CPU 不必再使用大鎖,從而能夠并行地處理調(diào)度。
但很多事情都不像第一眼看上去那樣簡(jiǎn)單。
Kolivas 發(fā)現(xiàn),采用 per cpu run queue 所帶來(lái)的好處會(huì)被追求公平性的 load balance 代碼所抵消。在目前的 CFS 調(diào)度器中,每顆 CPU 只維護(hù)本地 run queue 中所有進(jìn)程的公平性,為了實(shí)現(xiàn)跨 CPU 的調(diào)度公平性,CFS 必須定時(shí)進(jìn)行 load balance,將一些進(jìn)程從繁忙的 CPU 的 run queue 中移到其他空閑的 run queue 中。
這個(gè) load balance 的過(guò)程需要獲得其他 run queue 的鎖,這種操作降低了多運(yùn)行隊(duì)列帶來(lái)的并行性。
并且在復(fù)雜情況下,這種因 load balance 而引入的 footprint 將非??捎^。
當(dāng)然,load balance 引入的加鎖操作依然比全局鎖的代價(jià)要低,這種代價(jià)差異隨著 CPU 個(gè)數(shù)的增加而更加顯著。但請(qǐng)您注意,BFS 并不打算為那些擁有 1024 個(gè) CPU 的系統(tǒng)工作,假若系統(tǒng)中的 CPU 個(gè)數(shù)有限時(shí),多 run queue 的優(yōu)勢(shì)便不明顯了。
而 BFS 采用單一隊(duì)列之后,每一個(gè)需要調(diào)度的新進(jìn)程都可以在全局范圍內(nèi)查找最合適的 CPU,而無(wú)需 CFS 那樣等待 load balance 代碼來(lái)決定,這減少了多 CPU 之間裁決的延遲,最終的結(jié)果是更小的調(diào)度延遲。
向前看還是向后看?
多年來(lái) Kolivas 一直關(guān)注著 Linux 在 desktop 上的表現(xiàn)。對(duì)于 desktop 的用戶,最注重的不是系統(tǒng)的吞吐量,而是交互性程序的流暢體驗(yàn)。從 SD 開(kāi)始,Kolivas 就告訴內(nèi)核黑客們,完全公平能夠從根本上保證交互性。他始終堅(jiān)持一個(gè)基本觀點(diǎn):調(diào)度器應(yīng)該 forward look only。決不要去考慮一個(gè)進(jìn)程的過(guò)去。
CFS 卻偏偏要考慮進(jìn)程的過(guò)去。2.6.23 的時(shí)候,CFS 記錄并使用 sleep time。之后不久,在 2.6.24 發(fā)布的時(shí)候,CFS 合并了"Real Fair Scheduler",刪除了 sleep time。因此在 2.6.24 之后的內(nèi)核中,CFS 終于也不再考慮進(jìn)程過(guò)去的睡眠時(shí)間。
但 CFS 還是保留了 sleeper fairness 的思想,當(dāng)進(jìn)程 wakeup 的時(shí)候,在 place_entity() 函數(shù)中,CFS 將對(duì) sleeper 進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì),以便其能盡快得到 CPU。這個(gè)策略是非常微妙的,我們?cè)?2.1 節(jié)中詳細(xì)介紹了 sleeper fairness 的演進(jìn)過(guò)程。假如您花些時(shí)間回頭再看看,就會(huì)發(fā)現(xiàn) sleeper fairness 曾造成怎樣嚴(yán)重的延遲問(wèn)題。雖然 Ingo 自稱 Gentle fairness 解決了延遲問(wèn)題,但從代碼上看,Gentle Fairness 只是對(duì) sleeper 的獎(jiǎng)勵(lì)減半而已。因此我們可以說(shuō),CFS 依然對(duì) Sleeper 進(jìn)程進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì),這代表著一種偏好,一種"不公平"。而這,正是 BFS 所反對(duì)的。
BFS 中,當(dāng)一個(gè)進(jìn)程 wakeup 時(shí),調(diào)度器將根據(jù)進(jìn)程的 deadline 來(lái)進(jìn)行選擇(關(guān)于 deadline 本文將在第 4 章中詳細(xì)描述),其結(jié)果是,更早睡眠的進(jìn)程能更快地得到調(diào)度;CFS 的 sleeper fairness 則意味著要根據(jù) wakeup 的時(shí)間來(lái)選擇下一個(gè)被調(diào)度的進(jìn)程,更早 wakeup 的進(jìn)程會(huì)更快得到調(diào)度。
這種不同究竟會(huì)對(duì)桌面應(yīng)用造成何種影響尚沒(méi)有理論依據(jù)可以參考。但我個(gè)人認(rèn)為,BFS 的策略更加合理。
您現(xiàn)在可能已經(jīng)讀得有些煩躁了 ( 這些英文加中文的說(shuō)些啥啊 ),所以我還是盡快介紹一下 BFS 的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)吧。然后或許您會(huì)理解我,有些詞還是不翻譯更好。
linux調(diào)度器(BFS )是一款專門(mén)為 Linux 桌面環(huán)境所設(shè)計(jì)的內(nèi)核調(diào)度器,它基于 Staircase Deadline和 EEVDF 算法,支持 Linux 2.6.31之后的內(nèi)核。它提供了前所未有的流暢桌面性能,不僅得到了用戶的認(rèn)可,也為一些商業(yè)系統(tǒng)所采用。
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