Linux下简单Shell实现（一）前言

最新推荐文章于 2024-11-30 15:49:47 发布
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#shell #操作系统 #linux #内核

本文详细介绍了如何从《Advanced Programming in the UNIX Environment》(APUE)出发，逐步实现一个基本的Linux Shell TLSH。涵盖了Shell的基本功能实现，包括系统调用执行、管道、输入输出重定向、cd命令等，并提及了Shell的局限性和未来的扩展方向。

看完了APUE后，打算写一个简单的Shell练练手，于是就实现了一个最最基本的Shell，下面先看看到底Shell是什么？

Shell是什么

shell，翻译成中文就是壳的意思，在操作系统中就是指包裹着操作系统内核，用来和用户进行交互的那个界面。如下图中所示：
这里写图片描述

也就是说shell实际上是用户和系统内核之间的一条纽带，用于用户和内核之间交互。比如说用户希望改变某个文件的权限，在Linux中需要使用chmod这个系统调用。然而身为一个用户你却不知道如何调用这个命令。通过Shell我们就可以完成这个任务,无论是什么版本的Linux，打开终端后敲入chmod即可完成这个系统调用，而终端中的Shell负责完成用户态向内核态的切换和相关接口的调用。

需要实现什么

1. Linux提供的系统调用

首先我们肯定需要Shell能够执行Linux提供的系统调用，然而这一块儿非常easy的在于大部分的系统调用的可执行文件都由操作系统自带了，所以我们需要做的就是像很多书上写的一样，按下图三步走就可以实现一个最最最最基本的Shell:

这里写图片描述

2. 能再给力点儿吗？

当然我们说了是为了锻炼在APUE里面学到的知识，所以只用fork，exec和wait这几个进程控制调用是无法满足我们的目的的，所以我们还需要实现的有：

  • 管道
  • 输入输出重定向
  • cd命令
  • 基本的alias（我还没写完，程序内部可以使用，没有留出用户接口）
  • 待补充

3. 还能再给力点儿吗？

我们知道在一般的Linux的Shell中，例如bash，其实这本身已经是一门脚本语言了，但是由于本人并没有编译原理和语言解释器方面的知识，所以我们的Shell真的只是一个简单的壳而已，并没有实现语法解释器的功能。如果读者有能力可以自己实现，不过有这份能力，估计也不用看这文章。。。。

实现第一步

起一个炫酷的名字，我写的Shell起名叫TLSH，就这样吧。。。

实现第二步

整一个github用来管理自己的源文件。本文所有源代码均在TLSH可以找到。

具体实现

请阅读《Linux下简单Shell实现（二）基本功能》

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知识总结 一、异常和进程 1、异常，中断的一种类型： 故障： 错误引起，如缺页，除0 陷阱：”故意的异常“，目的是使用系统调用 终止：致命错误，如硬件损坏 2、创建子进程 —— fork()函数： 作用：创建子进程，返回两次，父进程返回创建子进程的pid，子进程返回0 3、僵尸进程： 进程有三种状态：运行、停止、终止；进程终止时仍占用系统资源，终止但未被回收的子进程成为僵尸进程。 子进程的回收交由父进程执行，接收子进程的退出状态，内核删除其信息；如果父进程先于子进程终止，则交由所有进程的祖先–init负责
Linux shell 实现对一个文本文件删除指定的内容块
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<think> 首先，用户的问题是基于之前的引用，目的是查找使用Linux shell在文本文件中删除指定内容块的方法。用户提到了一堆引用内容，但我需要从我的训练知识中提取相关信息，并结合这些引用来回答。 回顾用户的问题："我想查找使用Linux shell在文本文件中删除指定内容块的方法 请问Linux shell删除文本文件中指定内容块的方法"。用户的核心需求是删除文本文件中的指定内容块。 从提供的引用中： - 引用[1]：展示了删除特定长度的行，使用awk、grep和sed。 - 引用[2]：讨论了xargs的使用。 - 引用[3]：涉及文本处理技巧，如awk。 - 引用[4]：展示了删除指定行的方法，使用sed。 用户的查询是"删除指定内容块"，这可能包括但不限于特定行、特定模式匹配的内容块等。我需要提供一个全面的回答，包括多种方法。 关键点： - 使用sed：sed是流编辑器，适合删除基于模式或行的文本块。 - 使用awk：awk是强大的文本处理工具，可以基于条件删除行。 - 使用grep：grep可以用于反向匹配，删除不匹配的行。 - 其他工具：如perl、ed等，但sed和awk是常见的选择。 用户提到了"指定内容块"，我需要澄清什么是"内容块"。这可能意味着： - 删除特定行号的行（如第3行）。 - 删除匹配特定模式的行。 - 删除一段连续的文本块（如从匹配开始到匹配结束）。 在Linux shell中，处理文本块通常是通过正则表达式或行号来定义块的起始和结束。 基于引用： - 引用[4]展示了使用sed删除指定行：`sed '3d' example.txt`。 - 引用[1]展示了使用sed删除长度超过4的行：`sed -n '/^.\{5,\}/!w NewFile'`，其中`/^.\{5,\}/`匹配5个或更多字符的行，`!`表示不匹配，`w NewFile`写入新文件。 对于删除内容块： - 使用sed删除范围：例如，删除从模式A到模式B的行：`sed '/start_pattern/,/end_pattern/d' filename`。 - 使用awk：awk可以基于条件删除行，例如`awk '/pattern/ {next} {print}' filename`来跳过匹配的行。 我应该提供几个例子： 1. 删除特定行号的行。 2. 删除匹配特定模式的行。 3. 删除一个文本块（从开始模式到结束模式）。 回答结构： - 由于系统指令要求结构清晰，我应该逐步解释。 - 使用中文回答。 - 末尾添加相关问题。 - 在行内数学表达式或代码中使用指定格式，但这里主要是文本处理，所以代码块用```code```格式。 - 自然地添加引用标识，如[^1]、[^2]等。 引用标识： - 用户提供了引用[1]到[4]，我需要引用相关内容。 - 例如，在讨论sed时，可以引用[4]；讨论awk时，引用[1]等。 - 引用应该在段落末尾自然地添加。 最终回答结构： 1. 引言：解释删除指定内容块的方法。 2. 方法1：使用sed删除基于行号或模式的块。 3. 方法2：使用awk删除基于条件的块。 4. 方法3：使用grep或其他工具。 5. 注意事项或高级技巧。 6. 相关问题。 相关问题： - 根据系统指令："生成相关问题"，我需要添加§§相关问题§§部分。 - 例如： 1. 如何删除文件中的重复行？ 2. 如何使用shell批量替换文件内容？ 3. 删除文本块时如何避免数据丢失？ 确保回答真实可靠：基于我的知识和引用。 现在，构建回答： - 开头：直接回答用户问题。 - 然后分点解释方法。 - 代码示例用代码块。 - 结束时添加相关问题。 引用使用： - 当提到某个方法时，如果对应引用，就添加引用标识。如"使用sed删除指定行的方法可以参考引用[4]"或类似。 - 自然地融入，不要强迫。 具体方法： 1. sed删除文本块： - 删除单行：`sed 'Nd' file`，其中N是行号。 - 删除匹配模式的行：`sed '/pattern/d' file`。 - 删除范围：`sed '/start/,/end/d' file`，删除从包含start的行到包含end的行。 2. awk删除行： - `awk 'condition {action}' file`，例如`awk 'length($0) <=4' file`来删除长度超过4的行（参考引用[1]）。 - 或者跳过某些行。 3. grep：`grep -v 'pattern' file`删除匹配的行。 4. 其他：如使用ed或perl，但可能不必要。 对于内容块，sed的范围删除是最直接的。 例子： - 删除从"START"到"END"的行：`sed '/START/,/END/d' input.txt > output.txt` 安全建议：建议备份文件或使用临时文件，避免原地编辑风险。 最后，相关问题。 </think> ### Linux shell 删除文本文件中指定内容块的方法 在 Linux shell 中，删除文本文件中的指定内容块是一个常见的任务，可以使用多种工具如 `sed`、`awk`、`grep` 等来实现。内容块可能指特定行号的行、匹配正则表达式的行，或一段连续的文本块（如从起始模式到结束模式间的所有行）。以下是详细的方法说明和示例，每种方法都确保安全可靠，建议操作前备份文件以防意外。 #### 1. 使用 `sed` 命令删除内容块 `sed`（流编辑器）是最强大的工具之一，擅长处理基于模式或行号的文本块删除。其基本语法为 `sed '地址范围或模式d' 输入文件 > 输出文件`。 - **删除指定行号的行**：直接指定行号范围。 示例：删除文件 `data.txt` 的第 3 行（参考引用[4]）： ```bash sed '3d' data.txt > new_data.txt # 删除第 3 行，输出到新文件 mv new_data.txt data.txt # 替换原文件（谨慎操作） ``` 删除多行（如第 2 到第 4 行）： ```bash sed '2,4d' data.txt > new_data.txt ``` - **删除匹配特定模式的行**：使用正则表达式匹配单行。 示例：删除所有包含 "error" 的行： ```bash sed '/error/d' data.txt > new_data.txt ``` - **删除文本块（模式范围）**：指定起始和结束模式，删除之间的所有行。 示例：删除从 "START_BLOCK" 到 "END_BLOCK" 之间的内容块： ```bash sed '/START_BLOCK/,/END_BLOCK/d' data.txt > new_data.txt ``` 这里的 `/START_BLOCK/` 和 `/END_BLOCK/` 是正则表达式；`d` 表示删除匹配块。此方法高效处理连续文本块[^4]。 #### 2. 使用 `awk` 命令删除内容块 `awk` 擅长基于条件处理文本，特别适合复杂逻辑的删除（如行长度或字段匹配）。其语法为 `awk '条件 {命令}' 输入文件 > 输出文件`。 - **删除基于条件的行**：使用内置函数如 `length()` 或正则匹配。 示例：删除长度超过 4 个字符的行（参考引用[1]）： ```bash awk 'length($0) <= 4' data.txt > new_data.txt # 只保留长度 ≤4 的行 ``` 删除包含 "debug" 的行： ```bash awk '!/debug/ {print}' data.txt > new_data.txt # `!` 表示取反，跳过匹配行 ``` - **删除文本块**：结合行号或模式定义范围。 示例：删除从第 5 行到第 10 行的块： ```bash awk 'NR < 5 || NR > 10' data.txt > new_data.txt # `NR` 是行号，只保留范围外的行 ``` 删除从模式 "BEGIN" 到 "END" 的块（需结合变量控制）： ```bash awk '/BEGIN/ {block=1} !block {print} /END/ {block=0}' data.txt > new_data.txt ``` 这里 `block` 变量标记块内状态，`!block` 打印块外的行。 #### 3. 使用 `grep` 命令删除匹配行 `grep` 简单高效，适合删除单个模式的行，但不直接处理多行块（需结合其他工具）。 - **删除匹配模式的行**：使用 `-v` 选项反向匹配。 示例：删除所有空行或注释行（以 # 开头）： ```bash grep -v '^#\|^$' data.txt > new_data.txt # `\|` 表示或，`^$` 匹配空行 ``` 对于固定长度行删除（参考引用[1]）： ```bash egrep -w '^.{1,4}' data.txt > new_data.txt # 只保留 1-4 字符的行 ``` #### 注意事项 - **备份文件**：删除操作前备份原文件，避免数据丢失。例如：`cp data.txt data_backup.txt`。 - **原地编辑风险**：`sed -i` 或 `awk -i inplace` 支持直接修改文件，但有风险。推荐先输出到临时文件再替换。 - **处理大文件**：`sed` 和 `awk` 内存效率高，适合大文件；`grep` 速度最快。 - **复杂块删除**：对于嵌套或不规则块，结合 `perl` 或脚本更灵活（如 `perl -ne 'print unless /start/../end/' file`）。 - 引用说明：以上方法整合了常见文本处理技巧[^1][^3][^4]，确保可靠性和效率。
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