Аннотация: Рассматриваются внутренние команды, поддерживаемые интерпретатором Cmd.exe, и наиболее часто используемые внешние команды (утилиты командной строки). Описываются механизмы перенаправления ввода/вывода, конвейеризации и условного выполнения команд. Даются примеры команд для работы с файловой системой

Оболочка командной строки Windows. Интерпретатор Cmd.exe

В операционной системе Windows , как и в других операционных системах, интерактивные (набираемые с клавиатуры и сразу же выполняемые) команды выполняются с помощью так называемого командного интерпретатора, иначе называемого командным процессором или оболочкой командной строки ( command shell ). Командный интерпретатор или оболочка командной строки - это программа , которая, находясь в оперативной памяти, считывает набираемые вами команды и обрабатывает их. В Windows 9x, как и в MS-DOS , командный интерпретатор по умолчанию был представлен исполняемым файлом command . com . Начиная с версии Windows NT, в операционной системе реализован интерпретатор команд Cmd.exe, обладающий гораздо более мощными возможностями.

Запуск оболочки

В Windows NT/2000/XP файл Cmd.exe, как и другие исполняемые файлы, соответствующие внешним командам операционной системы, находятся в каталоге %SystemRoot%\SYSTEM32 (значением переменной среды %SystemRoot% является системный каталог Windows, обычно C:\Windows или C:\WinNT). Для запуска командного интерпретатора (открытия нового сеанса командной строки) можно выбрать пункт Выполнить… (Run) в меню Пуск (Start), ввести имя файла Cmd.exe и нажать кнопку OK. В результате откроется новое окно (см. рис. 2.1), в котором можно запускать команды и видеть результат их работы.

Рис. 2.1.

Внутренние и внешние команды. Структура команд

Некоторые команды распознаются и выполняются непосредственно самим командным интерпретатором - такие команды называются внутренними (например, COPY или DIR ) Другие команды операционной системы представляют собой отдельные программы, расположенные по умолчанию в том же каталоге, что и Cmd.exe, которые Windows загружает и выполняет аналогично другим программам. Такие команды называются внешними (например, MORE или XCOPY ).

Рассмотрим структуру самой командной строки и принцип работы с ней. Для того, чтобы выполнить команду, вы после приглашения командной строки (например, C:\> ) вводите имя этой команды (регистр не важен), ее параметры и ключи (если они необходимы) и нажимаете клавишу . Например:

C:\>COPY C:\myfile.txt A:\ /V

Имя команды здесь - COPY , параметры - C:\myfile.txt и A:\ , а ключом является /V . Отметим, что в некоторых командах ключи могут начинаться не с символа /, а с символа – (минус), например, -V .

Многие команды Windows имеют большое количество дополнительных параметров и ключей, запомнить которые зачастую бывает трудно. Большинство команд снабжено встроенной справкой, в которой кратко описываются назначение и синтаксис данной команды. Получить доступ к такой справке можно путем ввода команды с ключом / ?. Например, если выполнить команду ATTRIB / ?, то в окне MS-DOS мы увидим следующий текст:

Отображение и изменение атрибутов файлов. ATTRIB [+R|-R] [+A|-A] [+S|-S] [+H|-H] [[диск:][путь]имя_файла] + Установка атрибута. - Снятие атрибута. R Атрибут "Только чтение". A Атрибут "Архивный". S Атрибут "Системный". H Атрибут "Скрытый". /S Обработка файлов во всех вложенных папках указанного пути.

Для некоторых команд текст встроенной справки может быть довольно большим и не умещаться на одном экране. В этом случае помощь можно выводить последовательно по одному экрану с помощью команды MORE и символа конвейеризации |, например:

В этом случае после заполнения очередного экрана вывод помощи будет прерываться до нажатия любой клавиши. Кроме того, используя символы перенаправления вывода > и >> , можно текст, выводимый на экран, направить в текстовый файл для дальнейшего просмотра. Например, для вывода текста справки к команде XCOPY в текстовый файл xcopy.txt, используется следующая команда:

XCOPY /? > XCOPY.TXT

Замечание

Вместо имени файла можно указывать обозначения устройств компьютера. В Windows поддерживаются следующие имена устройств: PRN (принтер), LPT1 –LPT3 (соответствующие параллельные порты), AUX (устройство, присоединяемое к последовательному порту 1), COM1–COM3 (соответствующие последовательные порты), CON (терминал: при вводе это клавиатура, при выводе - монитор), NUL (пустое устройство, все операции ввода/вывода для него игнорируются).

Перенаправление ввода/вывода и конвейеризация (композиция) команд

Рассмотрим более подробно поддерживаемые в Windows UNIX-подобные концепции переназначения устройств стандартного ввода/вывода и конвейерного выполнения команд.

С помощью переназначения устройств ввода/вывода одна программа может направить свой вывод на вход другой или перехватить вывод другой программы, используя его в качестве своих входных данных. Таким образом, имеется возможность передавать информацию от процесса к процессу при минимальных программных издержках. Практически это означает, что для программ, которые используют стандартные входные и выходные устройства, операционная система позволяет:

• выводить сообщения программ не на экран (стандартный выходной поток), а в файл или на принтер (перенаправление вывода);
• читать входные данные не с клавиатуры (стандартный входной поток), а из заранее подготовленного файла (перенаправление ввода);
• передавать сообщения, выводимые одной программой, в качестве входных данных для другой программы (конвейеризация или композиция команд).

Из командной строки эти возможности реализуются следующим образом. Для того, чтобы перенаправить текстовые сообщения, выводимые какой-либо командой, в текстовый файл, нужно использовать конструкцию

команда > имя_файла

Если при этом заданный для вывода файл уже существовал, то он перезаписывается (старое содержимое теряется), если не существовал - создается. Можно также не создавать файл заново, а дописывать информацию, выводимую командой, в конец существующего файла. Для этого команда перенаправления вывода должна быть задана так:

команда >> имя_файла

С помощью символа < можно прочитать входные данные для заданной команды не с клавиатуры, а из определенного (заранее подготовленного) файла:

команда < имя_файла

Приведем несколько примеров перенаправления ввода/вывода.

1. Вывод встроенной справки для команды COPY в файл copy.txt:

   COPY /? > copy.txt

2. Добавление текста справки для команды XCOPY в файл copy.txt:

   XCOPY /? >> copy.txt

3. Ввод новой даты из файла date.txt (DATE - это команда для просмотра и изменения системной даты):

   DATE < date.txt

Если при выполнении определенной команды возникает ошибка, то сообщение об этом по умолчанию выводится на экран. В случае необходимости сообщения об ошибках (стандартный поток ошибок) можно перенаправить в текстовый файл с помощью конструкции

команда 2> имя_файла

В этом случае стандартный вывод будет производиться в файл. Также имеется возможность информационные сообщения и сообщения об ошибках выводить в один и тот же файл. Делается это следующим образом:

В большинстве операционных систем Linux, bash является принятым по умолчанию интерпретатором командной строки. Для определения текущего интерпретатора введите следующую команду:

$ echo $SHELL
/bin/bash

В этом примере используется интерпретатор командной строки bash. Существует множество других командных интерпретаторов. Для активизации другого интерпретатора можно ввести его имя в командной строке (ksh, tcsh, csh, sh, bash и т.д.).

В большинстве полнофункциональных операционных систем Linux предоставляются на заметку все описанные здесь командные интерпретаторы. Но в небольших операционных системах могут быть предоставлены один или два интерпретатора.

Проверка доступности интересующего интерпретатора командной строки

Самым простым способом проверки доступности интересующего командного интерпретатора является ввод его имени в командной строке. Если интерпретатор запустился, он доступен.

Существует несколько причин для выбора альтернативных командных интерпретаторов.

• Привычка работать в системах UNIX System V (во многих из них по умолчанию применяются интерпретатор ksh) или в системах компании Sun Microsystems и других системах на базе Berkeley UNIX (в них часто используется csh). В таком случае применение этих интерпретаторов командной строки окажется более удобным.
• Необходимость запуска сценариев, которые создавались для определенного командного интерпретатора.
• Возможности альтернативного командного интерпретатора могут оказаться более предпочтительными. Например, один из членов группы пользователей Linux предпочитает применять ksh, так как его не устраивает способ создания псевдонимов в bash.

Хотя большинство пользователей предпочитает работать в одном командном интерпретаторе, полученные навыки помогают научиться работать и в других интерпретаторах командной строки , изредка заглядывая в справочное руководство (например, с помощью команды manbash). Большинство используют bash, так как нет причин переходить на другой интерпретатор.

Использование Bash и ch

Название bash является аббревиатурой от Bourne Again SHell. Эта аббревиатура указывает на то, что bash наследует интерпретатор Bourneshell (команда sh), созданный Стивом Борном (Steve Bourne) из AT&TBell Labs. Брайан Фокс (Brian Fox) из Free Software Foundation создал bash в составе проекта GNU. В дальнейшем разработка перешла в руки Чета Рами (Chet Ramey) в Case Western Reserve University.

Интерпретатор bash содержит возможности, которые разрабатывались для интерпретаторов sh и ksh во времена ранних версий UNIX, а также ряд возможностей интерпретатора csh.

Можно рассчитывать, что в большинстве систем Linux, кроме специализированных (например, встраиваемых или загружающихся с внешнего диска), интерпретатор bash применяется по умолчанию. В специализированных системах может потребоваться командный интерпретатор меньшего объема, что подразумевает и ограничение возможностей.

Большинство примеров в этой статье рассчитано на использование bash.

Интерпретатор bash может запускаться в различных режимах совместимости, имитируя поведение других командных интерпретаторов. Он может имитировать поведение Bourne shell (sh) или командного интерпретатора, совместимого со стандартами POSK (bash — posix).

В результате интерпретатор bash с большей вероятностью сможет успешно читать файлы конфигурации и запускать сценарии, написанные специально для других командных интерпретаторов.

Все предоставляемые операционные системы Linux по умолчанию используют интерпретатор bash, кроме операционных систем, загружаемых со сменных носителей, в которых по умолчанию применяется интерпретатор ash.

Использование tcsh (и более раннего интерпретатора csh)

Командный интерпретатор tcsh является реализацией интерпретатора Сshell (csh) с открытым исходным кодом. Интерпретатор csh был создан Биллом Джоем (Bill Joy) и используется по умолчанию практически во всех системах Berkeley UNIX (такие системы распространялись компанией Sun Microsystems).

Многие возможности csh, например редактирование командной строки и методы управления историей команд, были реализованы в интерпретаторе tcsh и в других командных интерпретаторах. Так же как команда sh запускает интерпретатор bash в режиме совместимости с интерпретатором sh, команда csh запускает интерпретатор tcsh в режиме совместимости с интерпретатором csh.

Использование интерпретатора ash

Интерпретатор ash является облегченной версией интерпретатора Berkeley UNIX sh. Он не содержит многих базовых функций и не предоставляет таких возможностей, как история команд.

Интерпретатор ash хорошо подходит для применения во встраиваемых системах с ограниченными системными ресурсами. В операционной системе FedoraCore 4 интерпретатор ash на порядок меньше интерпретатора bash.

Использование zsh

Интерпретатор zsh является еще одним клоном интерпретатора sh. Он соответствует требованиям стандарта POSIX (как и bash), но обладает другими возможностями, включая проверку орфографии и иной подход к редактированию командной строки. Интерпретатор zsh использовался по умолчанию в первых операционных системах MacOS X, но в современных системах по умолчанию применяется интерпретатор bash.

Чтобы обеспечить взаимодействие пользователя с операционной системой и с прикладными программами необходим интерфейс: система передачи команд пользователя операционной системе и ответов системы обратно пользователю. Такое взаимодействие представляет собой «диалог» пользователя с компьютером на специальном языке, будь то язык, использующий знаки, похожие на слова и высказывания естественного языка, или язык изображений. На сегодня известны две принципиальные возможности организации интерфейса: графический интерфейс и командная строка.

Командная строка - приглашение оболочки, обозначающее готовность системы принимать команду пользователя, - в наиболее явной форме демонстрирует идею диалога. На каждую введенную команду пользователь получает ответ от системы: либо очередное приглашение, обозначающее, что команда выполнена и можно вводить следующую, либо сообщение об ошибке, представляющее собой высказывание системы о произошедших в ней событиях, адресованное пользователю. При работе в операционной среде с графическим интерфейсом происходящий диалог пользователя с системой не столь очевиден, хотя с точки зрения системы клик мышью в определенной области на экране аналогичен команде, введенной с клавиатуры, а ответ системы пользователю может быть представлен в виде диалогового окна.

При работе с командной строкой для организации интерфейса используются специальные программы - командные интерпретаторы. Они принимают от пользователя выдаваемые им команды в виде строк текста, содержащих имена программы и параметры, с которыми эти программы следует выполнить, производят разбор полученных строк, запускают необходимые программы и передают пользователю их вывод - также строки текста. Всё взаимодействие пользователя с системой происходит через командный интерпретатор, поэтому его часто называют оболочкой (shell). Для выполнения типовых действий последовательности команд оказываются одинаковыми. Такие последовательности команд можно записать в текстовый файл и далее передать этот текстовый файл командному интерпретатору для выполнения. Такие текстовые файлы называются скриптами. Для запуска они должны иметь соответствующие права (флаг "x"). Командные интерпретаторы поддерживают условное выполнение команд (структуры if-then-else), циклы, создание и вызовы подпрограмм и т.п. Язык командного интерпретатора исключительно мощный и позволяет автоматизировать практически любую задачу в системе. Например, действия при загрузке системы осуществляются скриптами командного интерпретатора - начиная от /etc/rc.d/rc.sysinit, который, в свою очередь, вызывает большое количество других скриптов.

В системах *nix, в соответствии с их модульным построением, доступны несколько командных интерпретаторов. В-основном сейчас используется интерпретатор bash (/bin/bash).

Команды операционной системы представляют из себя небольшие программы, расположенные в каталогах /bin, /usr/bin, /sbin, /usr/sbin. В дальнейшем, говоря о командах, мы будем понимать под этим именно указанные программы.

Общий формат вызова команды выглядит следующим образом:

$ command -f --flag --key=parameter argument1 agrument2 ...

Здесь "$" - это приглашение операционной системы к вводу команды. Для обычных пользователей оно имеет вид "$", для суперпользователя (root) - "#". В дальнейшем для команд, которые требуют привилегий root, будет использоваться запись вида "# command".

command - имя команды. Для часто использующихся команд имена короткие, состоящие из 2-3 букв.

После имени команды, при необходимости, указываются ключи. Ключ - параметр команды, который влияет на результат её выполнения. Часто использующиеся ключи - короткие, односимвольные; для требующихся реже длинных ключей используются слова или сокращения. Короткие ключи начинаются с символа "-", длинные - с двух символов "-". Короткие ключи часто дублируются длинными - для повышения читабельности скриптов. После ключей может допускаться указание дополнительных параметров, для длинных ключей такие параметры принято записывать через знак "=". Несколько односимвольных ключей разрешается объединять вместе: например, вместо "$ ls -l -a" можно записать "$ ls -la".

Порядок ключей, как правило, не важен.

После всех ключей следуют аргументы команды. Аргументы чаще всего представляют из себя пути к файлам или каталогам. Возможно использовать аргументы, начинающиеся со знака "-". В этом случае от ключей они отделяются двумя символами "-":

$ touch -- -file-with-

Команды могут использовать различные ключи и параметры. Запоминать все возможные комбинации формата вызова каждой программы невозможно и бессмысленно. Поэтому в системе доступны описания и подсказки по использованию практически каждой утилиты и программы.

Обычно программы поддерживают несколько стандартных ключей. По ключу "-h" или "--help" выдаётся краткая справка о программе. По ключу "-v" или "--version" - её версия. Если краткой справки не достаточно, то можно вызвать описание программы в справочной системе. Для работы со справкой используется команда man (сокращение от "manual" - руководство). Команда man в качестве аргумента принимает имя команды или файла конфигурации, ищет и выводит на экран страницу справочного руководства. В справке, выдаваемой командой man, содержится информация о формате вызова программы, поддерживаемых ей ключах и параметрах, информация об авторах и лицензии программы, в ряде случаев - примеры использования, ссылки на сайты разработчиков с дополнительной документацией.

Для просмотра страниц руководства, не помещающихся на экране, следует использовать прокрутку клавишами перемещения курсором, "Page Up" и "Page Down". Пробел перемещает руководство на страницу вперёд. Для выхода из man и продолжения работы с системой следует нажать клавишу "q" (quit).

Часть программ, помимо руководств в формате "man", также имеют и более пространную документацию в формате "info" - с вызовом её через одноимённую утилиту.

В отличии от встроенной системы подсказки программ в операционной системе Windows, руководства man и info содержат полную подробную техническую информацию о работе команд.

При вводе команды поток символов в первую очередь интерпретируется драйвером символьного устройства. Какой именно драйвер работает, в каждом случае зависит от используемого оборудования (более подробные сведения см. в «Описании программы. Часть 1. Справочник по утилитам» КПДА.10964-01 13 01).

Примечание . Обработка нажатий некоторых клавиш может отличаться от описанной в этом разделе в зависимости от конфигурации системы.

Режимы ввода

Драйверы устройств символьного ввода/вывода могут функционировать либо в режиме необрабатываемых ("сырых") входных данных (raw input mode), либо в каноническом режиме (canonical mode), или режиме редактируемых входных данных (edited input mode). В режиме "сырых" входных данных все символы передаются приложению по мере их ввода. В режиме редактируемых входных данных приложение получает символы только после завершения ввода всей строки (о чем, как правило, свидетельствует символ возврата каретки).

Поддержка терминалов

Некоторым программам (например, vi) требуется информация о том, какие действия может выполнять ваш терминал (возможно ли перемещение курсора, очистка экрана и т. д.). Переменная окружения TERM указывает на тип используемого терминала, а каталог /usr/lib/terminfo представляет собой базу данных терминалов. В этом каталоге содержится набор подкаталогов (от a до z), в которых хранится информация для соответствующего терминала. Некоторые приложения вместо каталога /usr/lib/terminfo используют каталог /etc/termcap, представляющий собой устаревшую однофайловую модель базы данных.

Терминалом по умолчанию является qansi-m (QNX-версия терминала ANSI). Более подробные сведения об установке типа терминала см. в подразд. "Типы терминалов" раздела 9.

Служба telnet

При использовании сетевой службы telnet для связи между двумя QNX-машинами (под управлением QNX 4 или QNX Neutrino), для активизации восьмибитового тракта данных следует задавать параметр -8. Если вы подключаетесь к машине с QNX Neutrino из машины, управляемой какой-либо другой ОС, и терминал при этом не работает надлежащим образом, завершите telnet и запустите эту утилиту снова с параметром -8.

Примечание . При запуске telnet из ОС Windows пользуйтесь режимом ansi или vt100, в зависимости от типа терминала.

Общие сведения о клавиатуре

В табл. 4.1 указано, как драйверы устройств символьного ввода/вывода интерпретируют нажатия различных клавиш и их сочетаний (т. е. групп одновременно нажатых клавиш). Драйверы обрабатывают нажатия клавиш сразу после их выполнения.

Примечание . Отклик системы на работу пользователя с клавиатурой может отличаться от описанного далее, если:

Оболочкой (shell) в системеUNIXназывают механизм взаимодействия между пользователями и системой. По сути дела, это интерпретатор команд, который считывает набираемые пользователем строки и запускает выполнение запрошен­ных системных функций. Полный командный язык, интерпретируемый оболоч­кой, богат по возможностям и достаточно сложен, однако большинство команд просты в использовании и запомнить их не составляет труда.

Командная строка состоит из имени команды (то есть имени выполняемого фай­ла), за которым следует список аргументов, разделённых пробелами. Оболочка разбивает командную строку на компоненты. Указанный в команде файл загружается, и ему обеспечивается доступ к заданным в команде аргументам.

Любой командный язык семейства shellфактически состоит из трёх частей:

 служебных конструкций, позволяющих манипулировать с текстовыми строками и строить сложные команды на основе простых команд;

 встроенных команд, выполняемых непосредственно интерпретатором команд­ного языка;

 команд, представляемых отдельными выполняемыми файлами.

В свою очередь, набор команд последнего вида включает стандартные команды (системные утилиты, такие как vi,ccи т. д.) и команды, созданные пользователями системы. Для того чтобы выполняемый файл, разработанный пользовате­лем ОСUNIX, можно было запускать как командуshell, достаточно определить в одном из исходных файлов функцию с именемmain(имяmainдолжно быть глобальным, то есть перед ним не должно указываться ключевое словоstatic). Если употребить в качестве имени команды имя такого выполняемого файла, команд­ный интерпретатор создаст новый процесс и запустит в нём указанную выпол­няемую программу, начиная с вызова функцииmain.

Тело функции main, вообще говоря, может быть произвольным (для интерпрета­тора существенно только наличие входной точки в программу с именемmain), но для того, чтобы создать команду, которой можно задавать параметры, нужно придерживаться некоторых стандартных правил. В этом случае каждая функцияmainдолжна определяться с двумя параметрами –argcиargv. После вызова ко­манды параметруargcбудет соответствовать число символьных строк, указан­ных в качестве аргументов вызова команды, аargv– массив указателей на пе­ременные, содержащие эти строки. При этом имя самой команды составляет первую строку аргументов (то есть после вызова значениеargcвсегда больше или равно 1). Код функцииmainдолжен проанализировать допустимость задан­ного значенияargcи соответствующим образом обработать заданные текстовые строки.

Например, следующий текст на языке С может быть использован для создания команды, которая выводит на экран текстовую строку, заданную в качестве её аргумента:

#include

main(argc, argv)

printf(“usage: %s your-text\n”, argv);

printf(“%s\n”, argv);

Процессы

Процесс в ОС UNIXпонимается в классическом смысле этого термина, то есть как программа, выполняемая в собственном виртуальном адресном пространст­ве. Когда пользователь входит в систему, автоматически создается процесс, в ко­тором выполняется программа командного интерпретатора. Если командному интерпретатору встречается команда, соответствующая выполняемому файлу, то он создает новый процесс и запускает в нём соответствующую программу, начи­ная с функцииmain. Эта запущенная программа, в свою очередь, может создать процесс и запустить в нём другую программу (она тоже должна содержать функ­циюmain) и т. д.

Для образования нового процесса и запуска в нём программы используются два системных вызова API–fork() и ехес(имя_выполняемого_файла). Системный вызовforkприводит к созданию нового адресного пространства, состояние которого абсолютно идентично состоянию адресного пространства основного процесса (то есть в нём содержатся те же программы и данные). Для дочернего процесса заво­дятся копии всех сегментов данных.

Другими словами, сразу после выполнения системного вызова forkосновной (родительский) и порожденный процессы являются абсолютными близнецами;

управление и в том и в другом находится в точке, непосредственно следующей за вызовом fork. Чтобы программа могла разобраться, в каком процессе она те­перь работает – в основном или порождённом, функцияforkвозвращает разные значения: 0 в порождённом процессе и целое положительное число (идентифи­катор порождённого процесса – так называемыйPID) в основном процессе.

Теперь, если мы хотим запустить новую программу в порождённом процессе, нужно обратиться к системному вызову ехес, указав в качестве аргументов вызо­ва имя файла, содержащего новую выполняемую программу, и, возможно, одну или несколько текстовых строк, которые будут переданы в качестве аргументов функции mainновой программы. Выполнение системного вызова ехес приводит к тому, что в адресное пространство порожденного процесса загружается но­вая выполняемая программа и запускается с адреса, соответствующего входу в функциюmain. Другими словами, это приводит к замене текущего программно­го сегмента и текущего сегмента данных, которые были унаследованы при вы­полнении вызоваfork, на новые соответствующие сегменты, заданные в файле. Прежние сегменты теряются. Это эффективный метод смены выполняемой про­цессом программы, но не самого процесса. Файлы, уже открытые до выполнения примитива ехес, остаются открытыми после его выполнения.

В следующем примере пользовательская программа, вызываемая как команда shell, выполняет в отдельном процессе стандартную командуshellls, которая выдаёт на экран содержимое текущего каталога файлов.

if (fork ()==(0) wait(0); /* родительский процесс */

else execl("ls", "Is", 0); /* порождённый процесс */

Таким образом, с практической точки зрения процесс в UNIXявляется объектом, создаваемым в результате выполнения функцииfork(). Каждый процесс, за исключением начального (нулевого), порождается в результате запуска дру­гим процессом операции fork(). Каждый процесс имеет одного родителя, но мо­жет породить много процессов. Начальный (нулевой) процесс является особенным процессом, который создается в результате загрузки системы. После порожде­ния нового процесса с идентификатором 1 нулевой процесс становится процес­сом подкачки и реализует механизм виртуальной памяти. Процесс с идентифика­тором 1, известный под именемinit, является предком любого другого процесса в системе и связан с каждым процессом особым образом.