Unix Shell中的命令行处理

[abbshr]

近期在学习Bash的时候读到了输入/输出和命令行处理部分，我本以为讲的不过是I/O重定向、文件读写、输入输出命令之类的东西。事实并非如此，被我忽视的命令行处理才是文章的精华所在。虽说我以前写过不少Shell脚本，也感觉那东西很简单好学，不过读完这部分我才发现我一直忽略了一个重要问题：“Shell是如何处理你输入的命令行？”。

现在网上的Shell教程很多，但深入学习的很少，即便有也鲜为人知，在此我将这部分重要的内容加上自己的理解记录下来，方便日后查看。

当你敲入一行代码并交给Shell执行时，命令行处理就开始发挥作用了。

管道行

shell从标准输入或脚本中读取的每行称为一个管道行，它包含一个或多个由0个或多个管道字符|分割的命令。shell会对其读取的每个管道行执行以下操作，也称作命令行处理：

命令行处理流程

这个过程可分为12个阶段：

1. 将命令分成由固定字符集分割的记号。这个字符集包含：空格、制表符、换行符、;、(、)、<、>、|、&。
2. 检测命令的第一个记号，检查是否为不带引号或反斜线的关键字。
   • 如果为开放关键字。如if等控制结构起始字符串、function、{、(。则该命令为复合命令，shell将读取下一条命令，并重复这一过程。
   • 如果不是开放关键字。如else、then、fi等或逻辑操作符，则shell给出语法错误。
3. 依据别名列表检查每个命令的第一个关键字，如果找到相应匹配，则替换别名定义，并回退到第一步。
4. 执行大括号扩展。
5. 如果~位于单词头，则使用用户的主目录替换~单词
6. 对任何以$开头的表达式执行变量替换。
7. 对$(string)进行命令替换
8. 计算$((string))算术表达式
9. 将上三步执行后的部分再次进行单词分割，分隔符使用$IFS。
10. 对通配符*、？、[、]执行路径名扩展。
11. 按照函数 > 内置命令 > $PATH里的脚本的优先级查找第一个命令。
12. 设置完I/O重定向等操作后执行该命令。

这个过程复杂难记，我们可以挑选出容易搞混的几条，把他们的处理优先级记下来：

别名替换、大括号扩展、～扩展、变量替换、命令替换、算术替换、路径扩展、命令查找

处理流程的改变

上面个的12个步骤其实是可以被改变的，其中引号就可以忽略某些步骤。

引用

• 单引号'，忽略前10个步骤，也就是把整个字符串当做一个单词，直接进行命令查找并执行。
• 双引号"，只保留6、7、8以及11、12。

命令查找顺序

shell默认的命令查找顺序是：

• 函数
• 内置命令
• 脚本

command

而command可以忽略别名替换和函数查找：

cd () {
  command cd
}

builtin

bulitin只会查找内置命令。

enable

enable能屏蔽内置命令：

enable -n cd

处理流程的恢复

内置命令eval的作用就是重新执行命令行处理，表面上看起来像在程序运行时执行动态生成的字符串。eval和JavaScript中的eval一样。

一个使用eval的例子：

list="ls | more"
$list
# 一定会提示找不到那个文件，很明显，管道字符|在第六步才被解析出来，
# 结果|和more都被当成ls的参数了。

# eval这里派上了用场
eval $list
# 被解析的$list将重新进入命令行解析流程，因此会正确执行。