大家好，是矜辰所致，嵌入式 Linux入 門(mén)第五課，本課開(kāi)始簡(jiǎn)單學(xué)習(xí)一下 Shell 腳本編程。

前言

雖然對(duì)于做嵌入式 Linux 來(lái)說(shuō)，Shell 腳本使用相對(duì)來(lái)說(shuō)不需要那么深入，一般使用的腳本也不會(huì)太復(fù)雜，但是我們也經(jīng)常需要用到，所以還是需要特別學(xué)習(xí)一下。

何為腳本？腳本有很多名字，比如可稱(chēng)為自動(dòng)化程序，它的目的都是減少人工操作，提高效率，腳本語(yǔ)言是像劇本一樣教計(jì)算機(jī)辦某個(gè)事情的語(yǔ)言。

我們?cè)谇懊娴奈恼轮幸呀?jīng)學(xué)習(xí)過(guò) Linux Shell ，我們知道Shell 既是一種命令語(yǔ)言，又是一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，本文我們就來(lái)認(rèn)識(shí)學(xué)習(xí)一種為 Shell 編寫(xiě)的腳本程序，Shell 腳本（shell script）。

博主當(dāng)初在學(xué)習(xí) Shell 腳本的時(shí)候，其實(shí)也是有點(diǎn)坎坷，最主要的是當(dāng)時(shí)的心態(tài)問(wèn)題，心中認(rèn)為嵌入式開(kāi)發(fā) Shell 腳本會(huì)簡(jiǎn)單的就好，但是因?yàn)橛羞@種心態(tài)，導(dǎo)致學(xué)習(xí)的時(shí)候不是那么用心，以至于入門(mén)就花了好長(zhǎng)一段時(shí)間，所以學(xué)習(xí)還是得擺正心態(tài)，用心！

嵌入式 Linux 入門(mén)系列博文：
嵌入式 Linux 入門(mén)（一、Linux 基本介紹及文件結(jié)構(gòu)）
嵌入式 Linux 入門(mén)（二、Linux 文件系統(tǒng)、文件類(lèi)型及權(quán)限管理）
嵌入式 Linux 入門(mén)（三、Linux Shell 及常用命令說(shuō)明）
嵌入式 Linux 入門(mén)（四、Linux 下的編輯器 — 讓人愛(ài)恨交加的 vi ）

一、Shell 腳本基礎(chǔ)說(shuō)明

所謂腳本，就是一個(gè)文件，文件里面存放的是 特定格式的指令，系統(tǒng)可以 使用腳本解析器翻譯指令并執(zhí)行 。

在我們熟悉的 Windows 中，我們會(huì)有 bat 文件，這可以認(rèn)為是 Windows 中的腳本，通過(guò)代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)一系列的任務(wù)。

比如在以前學(xué)習(xí) STM32 的時(shí)候正點(diǎn)原子源碼中的工程清理腳本：

1.1 什么是 Shell 腳本

在 linux 中，我們所說(shuō)的 Shell 腳本： 由 Shell 命令 以及 相關(guān)的語(yǔ)法語(yǔ)句 組合組成的一個(gè)文件。

Shell 腳本通過(guò)解釋器解釋運(yùn)行，不用編譯即。

上面說(shuō)的 Shell 命令，就是我們?cè)谇懊嫖恼?嵌入式 Linux 入門(mén)（三、Linux Shell 及常用命令說(shuō)明） 學(xué)習(xí)過(guò)的 Shell 命令。

上面說(shuō)的 相關(guān)的語(yǔ)法語(yǔ)句，就是我們本文需要學(xué)習(xí)的 Shell 腳本的語(yǔ)法。在 Shell 腳本中，也有變量，流程控制語(yǔ)句等，他們和 Shell 命令結(jié)合起來(lái)就形成了一個(gè)功能強(qiáng)大的shell 腳本。

Shell 腳本是一個(gè)文件，由 Shell 命令 和 相關(guān)語(yǔ)法語(yǔ)句 組成！

1.2 Shell 腳本的意義

我們開(kāi)頭就說(shuō)過(guò)，腳本的目的都是減少人工操作，提高效率。

Shell 腳本的意義簡(jiǎn)單概括為以下幾點(diǎn)：

1. 重復(fù)步驟的執(zhí)行；
2. 批量事物的處理；
3. 定時(shí)任務(wù)執(zhí)行；

4、方便管理員進(jìn)行文件管理，Linux下一切接文件，所以可以理解為方便管理員進(jìn)行所有東西的管理，包括安裝，部署，啟動(dòng)，備份，監(jiān)控，分析等等功能 。

在我們開(kāi)發(fā) STM32 的時(shí)候，也可以使用 GCC 環(huán)境，那么就有一個(gè) Makefile 文件，Makefile 就是一種類(lèi)似于 Shell 腳本的 “腳本” （Makefile 與 Shell 腳本語(yǔ)法有不同）。

使用 Makefile 我們可以簡(jiǎn)單的使用一個(gè) make 命令經(jīng)常程序的編譯工作，大大提高了我們的開(kāi)發(fā)效率。（Makefile 的內(nèi)容，我們?cè)诤竺嬉矔?huì)有文章說(shuō)明）。

1.3 Shell 命令的本質(zhì)

本小結(jié)是為了讓我們加深對(duì) Shell 命令的理解。

首先要說(shuō)明幾個(gè)概念 ： Shell 的 內(nèi)置命令 與 外部命令 。

Shell 內(nèi)置命令

Shell 內(nèi)置命令是內(nèi)嵌在shell中的，是shell的一部分，這些命令由 shell 程序識(shí)別并在 shell 程序內(nèi)部完成運(yùn)行，當(dāng)系統(tǒng)加載 shell 時(shí)被加載并駐留在內(nèi)存中。

比如 linux 的一些簡(jiǎn)單命令 cd，pwd 等。

Shell 外部命令

外部命令其實(shí)是 linux 的 程序，其命令執(zhí)行過(guò)程是由shell程序控制的，在需要時(shí)才將其調(diào)用內(nèi)存，當(dāng)一個(gè)外部命令被執(zhí)行時(shí)，一個(gè)新的進(jìn)程即被創(chuàng)建同時(shí)命令被執(zhí)行，外部命令是對(duì)應(yīng)著一個(gè)程序，可以理解為 Shell 調(diào)用了其他程序的運(yùn)行。

shell 程序管理外部命令執(zhí)行的路徑查找、加載存放，并控制命令的執(zhí)行。注意，程序功能強(qiáng)大程序量也會(huì)很大。

外部命令是在 bash 之外額外安裝的，通常放/bin，/usr/bin，/sbin，/usr/sbin 文件夾中。

判斷內(nèi)部命令還是外部命令：

我們可以使用 type 命令判斷命令是內(nèi)置還是外部的，如下圖：

☆ 那么問(wèn)題就來(lái)了 ，一個(gè)程序是如何成為一個(gè) Shell 命令的呢？☆

直接簡(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō)明：

當(dāng)一個(gè)命令被敲下， Shell 首先回到內(nèi)存中去尋找它的內(nèi)置命令，當(dāng)遍歷所有內(nèi)置命令沒(méi)有找到的時(shí)候，它會(huì)去設(shè)置好的 環(huán)境變量 中尋找外部命令，其實(shí)就是尋找所對(duì)應(yīng)的應(yīng)用程序，如果找到對(duì)應(yīng)的應(yīng)用程序，它會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的進(jìn)程，然后在進(jìn)程里面執(zhí)行這個(gè)應(yīng)用程序。 如果內(nèi)外命令都沒(méi)有找到，就會(huì)報(bào)錯(cuò)。

在上面的句子中，外部命令是在設(shè)置的環(huán)境變量中查找的，那么如何查看環(huán)境變量呢？

我們可以使用echo命令 直接打印環(huán)境變量，使用語(yǔ)句echo $PATH，如下圖：

一個(gè)有趣的測(cè)試

我們上面知道了 Shell 外部命令是通過(guò)設(shè)置好的環(huán)境變量（就是一些目錄）中的一些應(yīng)用程序。

所以我們是不是可以自己做一個(gè) Shell 命令呢？

我們使用 vi 編輯器寫(xiě)一個(gè)簡(jiǎn)單的 hello world 程序，如下圖：

完成上面步驟我們看到， hello 現(xiàn)在可以運(yùn)行，可以認(rèn)為是一個(gè)應(yīng)用程序，結(jié)果是輸出 hello，world！

重點(diǎn)來(lái)了，首先我們這里要運(yùn)行，是需要用 “.” 指定為當(dāng)前路徑，./hello表示當(dāng)前路徑下的 hello 程序，我們也只能在這個(gè)路徑中運(yùn)行 hello 程序。 但是 Shell 命令，不受路徑的約束，我們想要把 hello 這個(gè)程序變成 Shell 命令，我們嘗試把 hello 放到環(huán)境變量的路徑中去。

如上圖，我們把一個(gè) c 語(yǔ)言的 hello 程序變成了一個(gè) shell 命令。

通過(guò)上面的測(cè)試，詳細(xì)大家應(yīng)該更加理解 Shell 命令的本質(zhì)。

1.4 Shell 腳本解釋器

Shell 腳本解釋器？本小結(jié)就是說(shuō)明一下，shell 腳本解釋器的種類(lèi)。

在我們前面講解 Shell 命令的文章中介紹 Shell 的時(shí)候有說(shuō)過(guò)： Shell 有很多種實(shí)現(xiàn)，我們最常用為 bash。

我們?cè)購(gòu)?fù)習(xí)說(shuō)明一下 Shell，Shell 介于操作系統(tǒng)內(nèi)核與用戶(hù)之間，負(fù)責(zé)接收用戶(hù)輸入的操作指令并進(jìn)行解釋?zhuān)瑢⑿枰獔?zhí)行的操作傳遞給內(nèi)核執(zhí)行，最后輸出執(zhí)行結(jié)果， Shell 是一個(gè) 命令解釋器 。

綜上我們可以總結(jié)出， 在 Linux 下面有多種命令解釋器，bash （Bourne Again Shell）是我們最常用的命令解釋器。

原因好像是因?yàn)?bash 易用以及免費(fèi)，使用不同的 Shell 時(shí)，其內(nèi)部指令、命令行提示符等方面會(huì)存在一些區(qū)別。

我們?cè)?嵌入式 Linux 入門(mén)（二、Linux 文件系統(tǒng)、文件類(lèi)型及權(quán)限管理） 中說(shuō)明用戶(hù)的時(shí)候，已經(jīng)知道了用戶(hù)使用的是哪種 Shell ，但是我們有更加直接的方式，直接使用命令echo $SHELL：

我們說(shuō)系統(tǒng)中的 Shell 有很多種，那么到底有哪些呢？

在我們使用的 Ubuntu 中，可以通過(guò)查看 /etc/shells 文件了解當(dāng)前系統(tǒng)下所有支持的 shell，如下圖：

本文腳本編程，是針對(duì)于我們最常用的 bash 來(lái)說(shuō)明的。

1.5 編譯型語(yǔ)言 和 解釋型語(yǔ)言

簡(jiǎn)單說(shuō)明一下 編譯型語(yǔ)言 和解釋型語(yǔ)言，區(qū)別一下我們熟悉的 C 語(yǔ)言 于本文學(xué)習(xí)的 Shell 腳本語(yǔ)言。

本小結(jié)參考文章：編譯型語(yǔ)言和解釋型語(yǔ)言的區(qū)別

編譯型語(yǔ)言

• 編譯型語(yǔ)言要求必須提前將所有源代碼一次性轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制指令，也就是生成一個(gè)可執(zhí)行程序（Windows 下的 .exe），比如C語(yǔ)言、C++、Golang、Pascal（Delphi）、匯編等
• 使用的轉(zhuǎn)換工具稱(chēng)為編譯器

對(duì)于編譯型語(yǔ)言，開(kāi)發(fā)完成以后需要將所有的源代碼都轉(zhuǎn)換成可執(zhí)行程序，只要我們擁有可執(zhí)行程序，就不再需要源代碼和編譯器了，可以隨時(shí)運(yùn)行。

編譯型語(yǔ)言可以脫離開(kāi)發(fā)環(huán)境運(yùn)行。

編譯型語(yǔ)言一般是不能跨平臺(tái)的。

首先，可執(zhí)行程序不能跨平臺(tái)，pc 端的程序不能在 arm 芯片上運(yùn)行，windows 下的程序不能在 linux 上運(yùn)行；

其次，源代碼不能跨平臺(tái)，這個(gè)有些是可以跨平臺(tái)，有些是不可以。

解釋型語(yǔ)言

• 解釋型語(yǔ)言可以一邊執(zhí)行一邊轉(zhuǎn)換，需要哪些源代碼就轉(zhuǎn)換哪些源代碼，不會(huì)生成可執(zhí)行程序，比如 Python、JavaScript、PHP、Shell、MATLAB 等
• 使用的轉(zhuǎn)換工具稱(chēng)為解釋器。

對(duì)于解釋型語(yǔ)言，每次執(zhí)行程序都需要一邊轉(zhuǎn)換一邊執(zhí)行，用到哪些源代碼就將哪些源代碼轉(zhuǎn)換成機(jī)器碼，用不到的不進(jìn)行任何處理。每次執(zhí)行程序時(shí)可能使用不同的功能，這個(gè)時(shí)候需要轉(zhuǎn)換的源代碼也不一樣。

因?yàn)槊看螆?zhí)行程序都需要重新轉(zhuǎn)換源代碼，所以解釋型語(yǔ)言的執(zhí)行效率天生就低于編譯型語(yǔ)言，甚至存在數(shù)量級(jí)的差距。計(jì)算機(jī)的一些底層功能，或者關(guān)鍵算法，一般都使用 C/C++ 實(shí)現(xiàn)，只有在應(yīng)用層面（比如網(wǎng)站開(kāi)發(fā)、批處理、小工具等）才會(huì)使用解釋型語(yǔ)言。

在運(yùn)行解釋型語(yǔ)言的時(shí)候，我們始終都需要源代碼和解釋器，所以說(shuō)它無(wú)法脫離開(kāi)發(fā)環(huán)境。

相比于編譯型語(yǔ)言，解釋型語(yǔ)言幾乎都能跨平臺(tái)。

這里要注意一下，解釋型語(yǔ)言的跨平臺(tái)，是指源代碼跨平臺(tái)，而不是解釋器跨平臺(tái)。

解釋器用來(lái)將源代碼轉(zhuǎn)換成機(jī)器碼，它就是一個(gè)可執(zhí)行程序，是絕對(duì)不能跨平臺(tái)的。

官方需要針對(duì)不同的平臺(tái)開(kāi)發(fā)不同的解釋器，同樣的代碼在不同平臺(tái)的執(zhí)行結(jié)果才是相同的。在不同的平臺(tái)下，解釋器會(huì)將相同的源代碼轉(zhuǎn)換成不同的機(jī)器碼，解釋器幫助我們屏蔽了不同平臺(tái)之間的差異。

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對(duì)于編譯型語(yǔ)言，只需要提供可執(zhí)行文件就可以運(yùn)行，源代碼可以不提供，所以編譯型語(yǔ)言的可以不開(kāi)源。
對(duì)于解釋型語(yǔ)言，需要所有的源代碼才能運(yùn)行，所以解釋型語(yǔ)言的程序一般是開(kāi)源的。

額外提一句，最近幾年很火的 Python 屬于典型的解釋型語(yǔ)言，運(yùn)行 Python 程序需要解釋器的支持，只要你在不同的平臺(tái)安裝了不同的解釋器，你的代碼就可以隨時(shí)運(yùn)行，不用擔(dān)心任何兼容性問(wèn)題，也就是說(shuō)，Python 的可移植性是很強(qiáng)的。

我們開(kāi)發(fā) STM32 使用的C 語(yǔ)言 是編譯型語(yǔ)言，本文說(shuō)明的 Shell 腳本語(yǔ)言是 解釋型語(yǔ)言。

通過(guò)上面的介紹，讓我們更好的理解了上一小節(jié)說(shuō)的 Shell 腳本解釋器為什么有不同種類(lèi)，同時(shí)也能讓我們對(duì)編程語(yǔ)言能夠一個(gè)新的認(rèn)識(shí)或者理解。

二、第一個(gè) shell 腳本

2.1 寫(xiě)一個(gè) Shell 腳本

講了這么多，我們來(lái)寫(xiě)第一個(gè) Shell 腳本，使用 vi 編輯器創(chuàng)建一個(gè)腳本文件：

#! 用來(lái)聲明腳本由什么shell解釋?zhuān)駝t使用默認(rèn)shell
# 號(hào)代表注釋當(dāng)前行

擴(kuò)展名并不影響腳本執(zhí)行，腳本后綴名可以任意修改，仍然可以正常運(yùn)行。只不過(guò)我們寫(xiě)腳本的時(shí)候一般都需要見(jiàn)名知意，所以對(duì)給對(duì)于的后綴名： shell 腳本后綴為 .sh，Python 后綴名為 .py 。

2.2 Shell 腳本的啟動(dòng)方式

在上面我們寫(xiě)完了一個(gè) Shell 腳本，我們嘗試用以往的程序啟動(dòng)命令 "./" 運(yùn)行試試：

發(fā)現(xiàn)無(wú)法運(yùn)行，那么 Shell 腳本到底是如何啟動(dòng)的呢？

當(dāng)程序運(yùn)行

首先我們先說(shuō)我們熟悉的方式，就是上面這種方式，當(dāng)做程序運(yùn)行，但是上面實(shí)際上是失敗了，這是為什么呢？

我們看一下文件屬性，如下圖，新創(chuàng)建的 hello.sh 腳本并沒(méi)有執(zhí)行權(quán)限：

那么我們就給他執(zhí)行權(quán)限，在以前我們講解過(guò)，給一個(gè)文件權(quán)限是用 chmod 命令，我們還說(shuō)過(guò)可以使用chmod 777 直接給一個(gè)文件最大權(quán)限，今天我們說(shuō)另外一種方式使用 chmod +x 添加執(zhí)行權(quán)限 ，如下圖：

添加了執(zhí)行權(quán)限以后，我們就可以把腳本當(dāng)成一個(gè)程序一樣執(zhí)行，如下圖：

指定解釋器運(yùn)行

在上文我們介紹過(guò)，Linux 中也有很多種 Shell 解釋器，我們可以直接使用解釋器來(lái)運(yùn)行 Shell 腳本，如下圖：

直接指定解釋器執(zhí)行不需要為腳本賦予執(zhí)行權(quán)限，有和沒(méi)有權(quán)限都可以。

當(dāng)然，除了 bash 我們使用其他的解釋器也是可以的，如下圖：

source 和 .

直接使用命令source 和 . 執(zhí)行 Shell 腳本，此種方式也不需要執(zhí)行權(quán)限，如下圖：

那么初學(xué)者會(huì)疑問(wèn)，source 和 . 是什么？

當(dāng)你不知道是什么的時(shí)候，不妨根據(jù)文章前面提到的判斷內(nèi)建命令還是外部命令的方式嘗試一下！如下圖：

測(cè)試過(guò)后，我們知道了， source 和 . 是 shell 的內(nèi)置命令，那么是命令就好說(shuō)了，記住就行了。

source 是一個(gè) linux 命令，通常使用 . 來(lái)代替，使用方式如下：

source filename		# filename必須是可執(zhí)行的腳本文件
或
. filename			# “.”號(hào)后面還有一個(gè)空格

額外說(shuō)明一下：
前兩種方式：當(dāng)成程序運(yùn)行和指定解釋器運(yùn)行 shell 腳本時(shí)都是在當(dāng)前 shell 環(huán)境下又開(kāi)了一個(gè)子 shell 環(huán)境，當(dāng)腳本執(zhí)行完后，子 shell 環(huán)境立刻就會(huì)關(guān)閉。而使用source命令是在當(dāng)前 shell 環(huán)境下執(zhí)行的。

結(jié)語(yǔ)

本來(lái)是想一篇文章把 Shell 腳本說(shuō)完，但是作為入門(mén)文章，在基礎(chǔ)知識(shí)的說(shuō)明上寫(xiě)了很多的東西，其中也不乏有一些需要理解測(cè)試的內(nèi)容，所以還是把 Shell 腳本編程分成兩篇文章。

此篇主要在于基礎(chǔ)的介紹說(shuō)明，下一篇文章主要介紹 Shell 腳本的語(yǔ)法。

本文雖然只是理論的介紹說(shuō)明，但是不乏有很多值得品味的小細(xì)節(jié)，對(duì)于入門(mén)者來(lái)說(shuō)看完以后值得好好的想一想，試一試，希望大家都能有所收獲！

本文先到這里，謝謝大家！

審核編輯：湯梓紅