Bash
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原作者 | 布萊恩·福克斯 |
---|---|
首次釋出 | 1989年6月8日 |
目前版本 |
|
原始碼庫 | |
程式語言 | C語言 |
作業系統 | |
平台 | GNU |
語言 | 多語言(gettext) |
類型 | Unix shell、命令語言 |
特許條款 | GPLv3+[6] |
網站 | www |
Bash,Unix shell的一種,在1987年由布萊恩·福克斯為了GNU計劃而編寫。1989年釋出第一個正式版本,原先是計劃用在GNU作業系統上,但能執行於大多數類Unix系統的作業系統之上,包括Linux與Mac OS X v10.4起至macOS Mojave都將它作為預設shell,而自macOS Catalina,預設Shell以zsh取代。
Bash是Bourne shell的後繼相容版本與開放原始碼版本,它的名稱來自Bourne shell(sh)的一個雙關語(Bourne again / born again):Bourne-Again SHell。
Bash是一個命令處理器,通常執行於文字窗口中,並能執行用戶直接輸入的命令。Bash還能從檔案中讀取命令,這樣的檔案稱為指令碼。和其他Unix shell 一樣,它支援檔名替換(萬用字元匹配)、管道、here文件、命令替換、變數,以及條件判斷和迴圈遍歷的結構控制陳述式。包括關鍵字、語法在內的基本特性全部是從sh借鑑過來的。其他特性,例如歷史命令,是從csh和ksh借鑑而來。總的來說,Bash雖然是一個滿足POSIX規範的shell,但有很多擴充。
一個名為Shellshock的安全漏洞在2014年9月初被發現,並迅速導致互聯網上的一系列攻擊。這個漏洞可追溯到1989年釋出的1.03版本。
歷史
由於理查德·斯托曼對於之前一位開發者的進度不滿,布萊恩·福克斯從1988年1月10日開始開發Bash。斯托曼和自由軟件基金會希望到一個能夠執行已有的shell指令碼的自由軟件。他們把這看作是建成一個基於BSD和GNU的完全自由的作業系統的戰略的重要部分。這是他們自己注資的幾個專案之一。福克斯作為自由軟件基金會的僱員承擔這項工作。1989年6月8日,福克斯釋出Bash的beta版本,版本號為.99。在福克斯離開於1992年中期到1994年中期的某個時候離開自由軟件基金會之前,他一直擔任Bash的主要維護者。之後,他的工作被傳遞給另一個早期貢獻者,切特·雷米(Chet Ramey)。
從那時起,在Linux用戶當中sh在很大度上成為最流行的shell,並成為許多Linux發行版預設的互動式shell(不過Almquist shell可能是預設的指令碼shell)。在蘋果公司的 OS X 作業系統上也是如此。Bash 也被移植到 Microsoft Windows(通過Cygwin和MinGW)。通過DJGPP專案,Bash被移植到了DOS。通過許多終端模擬軟件,Bash被移植到Novell NetWare和Android。微軟在2016年的Build大會上宣佈,Windows 10 添加一個Linux子系統,完全支援Bash和其他Ubuntu下的二進制程式。
2014年9月24日,Stephane Chazelas,一位工作於英國,致力於Unix/Linux和網絡通訊方面的專家,發現Bash的一個安全漏洞。這個漏洞被命名為Shellshock,並被分配編號 CVE-2014-6271、CVE-2014-6277、CVE-2014-7169。這個漏洞非常嚴重,因為使用Bash的CGI指令碼會變得脆弱,使得攻擊者可以執行任意的代碼。這個漏洞與Bash通過環境變數把函數定義傳遞給shell子行程的方式有關。
語法與特性
bash的命令語法是Bourne shell命令語法的超集。數量龐大的Bourne shell指令碼大多不經修改即可以在bash中執行,只有那些參照了Bourne特殊變數或使用了Bourne的內建命令的指令碼才需要修改。bash的命令語法很多來自Korn shell(ksh)和C shell(csh),例如命令列編輯,命令歷史,目錄棧,$RANDOM和$PPID變數,以及POSIX的命令置換語法:$(...)。作為一個互動式的shell,按下TAB鍵即可自動補全已部分輸入的程式名,檔名,變數名等等。
使用'function'關鍵字時,Bash的函數聲明與Bourne/Korn/POSIX指令碼不相容(Korn shell 有同樣的問題)。不過Bash也接受Bourne/Korn/POSIX的函數聲明語法。因為許多不同,Bash指令碼很少能在Bourne或Korn直譯器中執行,除非編寫指令碼時刻意保持相容性。然而,隨着Linux的普及,這種方式正變得越來越少。不過在POSIX模式下,Bash更加符合POSIX。
bash的語法針對Bourne shell的不足做了很多擴充。其中的一些列舉在這裏。
花括號擴充
花括號擴充是一個從C shell借鑑而來的特性,它產生一系列指定的字串(按照原先從左到右的順序)。這些字串不需要是已經存在的檔案。
$ echo a{p,c,d,b}e
ape ace ade abe
$ echo {a,b,c}{d,e,f}
ad ae af bd be bf cd ce cf
花括號擴充不應該被用在可移植的shell指令碼中,因為Bourne shell產生的結果不同。
#! /bin/sh
# 传统的shell并不产生相同结果
echo a{p,c,d,b}e # a{p,c,d,b}e
當花括號擴充和萬用字元一起使用時,花括號擴充首先被解析,然後正常解析萬用字元。因此,可以用這種方法獲得當前目錄的一系列JPEG和PNG檔案。
ls *.{jpg,jpeg,png} # 首先扩展为*.jpg *.jpeg *.png,然后解析通配符
echo *.{png,jp{e,}g} # echo显示扩展结果;花括号扩展可以嵌套。
除了列舉備選項,還可以用「..」在花括號擴充中指定字元或數字範圍。較新的Bash版本接受一個整數作為第三個參數,指定增量。
$ echo {1..10}
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
$ echo file{1..4}.txt
file1.txt file2.txt file3.txt file4.txt
$ echo {a..e}
a b c d e
$ echo {1..10..3}
1 4 7 10
$ echo {a..j..3}
a d g j
當花括號擴充和變數擴充一起使用時,變數擴充解析於花括號擴充之後。有時有必要使用內建的eval
函數
$ start=1; end=10
$ echo {$start..$end} # 由于解析顺序,无法得到想要的结果
{1..10}
$ eval echo {$start..$end} # 首先进行变量扩展的解析
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
使用整數
與Bourne shell不同的是bash不用另外生成行程即能進行整數運算。bash使用((...))命令和$[...]變數語法來達到這個目的:
VAR=55 # 将整数55赋值给变量VAR
((VAR = VAR + 1)) # 变量VAR加1。注意这里没有'$'
((++VAR)) # 另一种方法给VAR加1。使用C语言风格的前缀自增
((VAR++)) # 另一种方法给VAR加1。使用C语言风格的后缀自增
echo $((VAR * 22)) # VAR乘以22并将结果送入命令
echo $[VAR * 22] # 同上,但为过时用法
((...))命令可以用於條件陳述式,因為它的退出狀態是0或者非0(大多數情況下是1),可以用於是與非的條件判斷:
if((VAR == Y * 3 + X * 2))
then
echo Yes
fi
((Z > 23)) && echo Yes
((...))命令支援下列比較運算子:'==', '!=', '>', '<', '>=',和'<='。
bash不能在自身行程內進行浮點數運算。當前有這個能力的unix shell只有Korn shell和Z shell。
輸入輸出重新導向
bash擁有傳統Bourne shell缺乏的I/O重新導向語法。bash可以同時重新導向標準輸出和標準錯誤,這需要使用下面的語法:
command &> file
這比等價的Bourne shell語法"command > file 2>&1"來的簡單。2.05b版本以後,bash可以用下列語法重新導向標準輸入至字串(稱為here string):
command <<< "string to be read as standard input"
如果字串包括空格就需要用引號包裹字串。
例子: 重新導向標準輸出至檔案,寫數據,關閉檔案,重設標準輸出。
# 生成标准输出(文件描述符1)的拷贝文件描述符6
exec 6>&1
# 打开文件"test.data"以供写入
exec 1>test.data
# 产生一些内容
echo "data:data:data"
# 关闭文件"test.data"
exec 1>&-
# 使标准输出指向FD 6(重置标准输出)
exec 1>&6
# 关闭FD6
exec 6>&-
打開及關閉檔案
# 打开文件test.data以供读取
exec 6<test.data
# 读文件直到文件尾
while read -u 6 dta
do
echo "$dta"
done
# 关闭文件test.data
exec 6<&-
抓取外部命令的輸出
# 运行'find'并且将结果存于VAR
# 搜索以"h"结尾的文件名
VAR=$(find . -name "*h")
行程內的正則表達式
bash 3.0支援行程內的正則表達式,使用下面的語法:
[[ string =~ regex ]]
正則表達式語法同regex(7) man page所描述的一致。正則表達式匹配字串時上述命令的退出狀態為0,不匹配為1。正則表達式中用圓括號括起的子表達式可以訪問shell變數BASH_REMATCH,如下:
if [[ abcfoobarbletch =~ 'foo(bar)bl(.*)' ]]
then
echo The regex matches!
echo $BASH_REMATCH -- outputs: foobarbletch
echo ${BASH_REMATCH[1]} -- outputs: bar
echo ${BASH_REMATCH[2]} -- outputs: etch
fi
使用這個語法的效能要比生成一個新的行程來執行grep命令優越,因為正則表達式匹配在bash行程內完成。如果正則表達式或者字串包括空格或者shell 關鍵字,(諸如'*'或者'?'),就需要用引號包裹。Bash 4 開始的版本已經不需要這麼做了。
跳脫字元
$'string' 形式的字串會被特殊處理。字串會被展開成string,並像C語言那樣將反斜槓及緊跟的字元進行替換。反斜槓跳脫序列的轉換方式如下:
跳脫字元 | 擴充成... |
---|---|
\a | 響鈴符 |
\b | 退格符 |
\e | ANSI跳脫符,等價於\033 |
\f | 饋頁符 |
\n | 換行符 |
\r | 回車字元 |
\t | 水平制表符 |
\v | 垂直制表符 |
\\ | 反斜槓 |
\' | 單引號 |
\nnn | 十進制值為nnn的8-bit字元(1-3位) |
\xHH | 十六進制值為HH的8-bit字元(1或2位) |
\cx | control-X字元 |
擴充後的結果將被單引號包裹,就好像美元符號一直就不存在一樣。
雙引號包裹的字串前若有一個美元符號($"...")將會使得字串被翻譯成符合當前locale的語言。如果當前locale是C或者POSIX,美元符號會被忽略。如果字串被翻譯並替換,替換後的字串仍被雙引號包裹。
關聯陣列
Bash 4.0 開始支援關聯陣列,通過類似AWK的方式,對於多維陣列提供了偽支援。
$ declare -A a # 声明一个名为a的伪二位数组
$ i=1; j=2
$ a[$i,$j]=5 # 将键 "$i,$j" 与值 5 对应
$ echo ${a[$i,$j]}
移植性
呼叫Bash時指定 --posix
或者在指令碼中聲明 set -o posix
,可以使得Bash幾乎遵循 POSIX 1003.2 標準。若要保證一個Bash指令碼的移植性,至少需要考慮到 Bourne shell,即Bash取代的shell。Bash有一些傳統的 Bourne shell 所沒有的特性,包括以下這些:
- 某些擴充的呼叫選項
- 命令替換(即
$()
)(儘管這是 POSIX 1003.2 標準的一部分) - 花括號擴充
- 某些陣列操作、關聯陣列
- 擴充的雙層方括號判斷陳述式
- 某些字串生成操作
- 行程替換
- 正則表達式匹配符
- Bash特有的內建工具
- 協行程
鍵盤快速鍵
Bash預設使用Emacs的快速鍵,可以通過 set -o vi
讓它使用Vi的快速鍵
行程管理
Bash有兩種執行命令的模式:批次處理模式、併發模式。
批次處理模式
要以 批次處理模式 執行命令(即按照順序),必須用;
分隔,例子如下:
command1 ; command2
在這個例子中,當command1
執行完畢,即執行command2
。
併發模式
使command1
背景執行,則單獨在結尾處使用&
,例子如下:
command1 &
要並行執行兩個命令,它們必須用&
分隔,例子如下:
command1 & command2
在這種情況下,command1
在後台執行(通過&
),從而立即將控制返回到shell,以執行command2
。
通過 Control+Z 可以將當前行程掛起(放置後台並暫停執行),可通過 fg
命令恢復至前台,也通過bg
將掛起的行程背景執行。
檢視行程狀態
所有行程的情況,我們可以通過jobs
命令檢視,包含正在背景執行和停止了的。
$ jobs
[1]- Running command1 &
[2]+ Stopped command2
上例的輸出結果中,中括號包圍的數字(如: "[1]" 和 "[2]" )為job的ID號。加號(+)用於指定fg
和bg
命令的預設對象job。減號( - )用於指定,若當前的預設對象job退出後,下一個預設對象job是誰。"Running" 和 "Stopped" 表示行程狀態。 最後一個欄位為命令。[7]
總結:
- 一般命令在前台執行(
fg
),執行完畢後,控制返回給用戶。 - 在命令後面加上
&
,它會在後台執行(bg
),並將特殊的環境變數$!
設置為該任務的行程ID。這時shell可以並行執行其他命令。 - 後台程式試圖寫入數據到終端裝置時(與寫入標準輸出不同)可能被阻塞。
- shell可以等待一個後台任務執行完成,只需使用
wait
命令,加上行程ID或者任務序號;也可以等待所有的後台任務,只需使用不加參數的wait
啟動指令碼
bash啟動的時候會執行各種不同的指令碼。
當bash作為一個登入的互動shell被呼叫,或者作為非互動shell但帶有--login參數被呼叫時,它首先讀入並執行檔案/etc/profile。然後它會依次尋找~/.bash_profile,~/.bash_login,和~/.profile,讀入並執行第一個存在且可讀的檔案。--noprofile參數可以阻止bash啟動時的這種行為。
當一個登入shell退出時,bash讀取並執行~/.bash_logout檔案,如果此檔案存在。
當一個互動的非登入shell啟動後,bash讀取並執行~/.bashrc檔案。這個行為可以用--norc參數阻止。--rcfile file參數強制bash讀取並執行指定的file而不是預設的~/.bashrc。
如果用sh來呼叫bash,bash在啟動後進入posix模式,它會儘可能模仿sh歷史版本的啟動行為,以便遵守POSIX標準。用sh名字呼叫的非互動shell不會去讀取其他啟動指令碼,--rcfile參數無效。
當bash以POSIX模式啟動時(例如帶有--posix參數)它使用POSIX標準來讀取啟動檔案。在此模式下,互動shells擴充變數ENV,從以此為檔名的檔案中讀取命令並執行。
bash會探測自己是不是被遠端shell守護程式執行(通常是rshd)。如果是,它會讀取並執行~/.bashrc中的命令。但是rshd一般不會用rc相關參數呼叫shell,也不會允許指定這些參數。
Bash與Bourne shell和csh啟動指令碼的比較
Bash的特性是從Bourne shell和csh發展而來,因此一定程度上允許同Bourne shell的啟動檔案共用,並提供一些csh用戶熟悉的啟動特性。
設置可繼承的環境變數
Bourne shell登陸時使用 ~/.profile
來設置環境變數,這些環境變數可以被子行程繼承。Bash可以以相容的方式使用~/.profile
,只需在Bash自有的指令碼中顯式執行下面這行代碼。通過在~/.profile
中避免使用Bash特有的語法,就可以和Bourne shell保持相容性。
. ~/.profile
別名和函數
更通用的函數以及借鑑自csh的「別名(alias)」很大程度上取代了Bourne shell的別名(alias)和函數。然而這兩個特性一般不能從登入式shell中繼承,在該登入式shell的子shell中,它們必須被重新定義。儘管有個環境變數ENV
可以被用於這個問題,不過 csh 和 Bash 都可以用子shell的啟動指令碼直接處理。在Bash當中,~/.bashrc
是互動式子shell啟動時執行的指令碼。如果想要在登入式shell中使用 ~/.bashrc
定義的函數,可以在 ~/.bash_login
的環境變數後面加上這樣一行:
. ~/.bashrc
登入與登出時執行的命令
最初登入時,csh 執行 ~/.login
,可以執行一些只在登入時執行的操作,例如顯示系統負載、硬碟狀態、是否收到新郵件、在紀錄檔中記錄登入時間,等等。Bourne shell 可以在 ~/.profile
檔案中模擬這種行為,但並沒有預先定義檔名。可以在 ~/.bash_profile
檔案的環境變數設置和函數定義的後面添加這樣一行:
. ~/.bash_login
與之類似,csh還有一個檔案 ~/.logout
,這個檔案只在登入式shell退出時執行。Bash與之對應的檔案是 ~/.bash_logout
,並且不需要專門的設置。在 Bourne shell 中,trap
這個內建工具可以實現類似的效果。
相容舊環境的Bash啟動指令碼範例
下面這個 ~/.bash_profile
的框架與 Bourne shell 相容,並且為 ~/.bashrc
和 ~/.bash_login
提供類似於 csh 的語意。[ -r 文件名]
測試指定檔案是否存在,如果不存在,跳過 &&
後面的部分
[ -r ~/.profile ] && . ~/.profile # 只使用Bourne shell的语法设置环境变量
if [ -n "$PS1" ] ; then # 判断是否是交互式shell
[ -r ~/.bashrc ] && . ~/.bashrc # 加载~/.bashrc(tty、prompt、函数设置等)
[ -r ~/.bash_login ] && . ~/.bash_login # 执行登录式shell登录时的任务
fi # if块的结束标志
Bash 啟動指令碼與作業系統相關的問題
一些 Unix 和 Linux 版本常在 /etc
放置 Bash 的系統級啟動指令碼。Bash在其標準的初始化過程中執行它們,不過其他啟動指令碼可以按照不同於Bash啟動序列文件所述的順序來讀取這些檔案。root 用戶的檔案預設內容,以及新用戶被建立時系統提供的預設檔案可能有問題。啟動 X Window系統 的啟動指令碼可能使用用戶的 Bash 啟動指令碼嘗試在 視窗管理員 啟動之前設置用戶的環境變數。這些問題常常可以通過使用 ~/.xsession
或者 ~/.xprofile
來讀取 ~/.profile
而解決。
參見
註腳
- ^ Index of /gnu/bash. [2024年8月11日].
- ^ Bash FAQ, version 4.14. [2016-04-09]. (原始內容存檔於2018-09-01).
- ^ Why does Apple ship bash 3.2?. apple.stackexchange.com. [2019-04-25]. (原始內容存檔於2016-04-16).
- ^ Missing source code - GPL compliance? · Issue #107 · Microsoft/WSL. GitHub. [2019-04-25]. (原始內容存檔於2019-09-24).
- ^ GNU Bash. Softpedia. SoftNews. [2016-04-09]. (原始內容存檔於2017-10-21).
- ^ GNU Project. README file. [2019-04-25]. (原始內容存檔於2019-04-26).
Bash is free software, distributed under the terms of the [GNU] General Public License as published by the Free Software Foundation, version 3 of the License (or any later version).
- ^ jobs.1p - Linux manual page. man7.org. [2020-01-14]. (原始內容存檔於2020-01-14).
外部連結
- GNU Bash首頁
- GNU Bash在GNU的首頁(頁面存檔備份,存於互聯網檔案館)
- bashdb(頁面存檔備份,存於互聯網檔案館),帶有除錯器的Bash
- Bash入門指南(頁面存檔備份,存於互聯網檔案館)(英文)
- Bash同標準unix shell的不同(頁面存檔備份,存於互聯網檔案館)
- Bash by example(頁面存檔備份,存於互聯網檔案館) Bash基礎編程
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