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前一篇文章Cygwin系列（四）：一步一步搭建Cygwin最小系統(tǒng)中已建立了最小系統(tǒng)環(huán)境，本篇將初步體驗(yàn)Cygwin的Shell命令行。

0x00 牛刀初試

利用setup安裝完最小系統(tǒng)后，桌面上建立了一個(gè)名為“Cygwin Terminal”的快捷方式。

桌面上Cygwin Terminal快捷方式

雙擊運(yùn)行，彈出一個(gè)黑框框，初次運(yùn)行還會自動幫用戶做一些配置工作，如建立用戶目錄等。最后，打印一個(gè)形式如“xxx@yyy ~ $”的提示符，緊跟著是閃爍的光標(biāo)，等待用戶輸入。如果直接按回車，黑框框里就換行繼續(xù)打印出同樣的提示符，同樣跟著是閃爍的光標(biāo)，繼續(xù)等待用戶輸入。

那，可以做點(diǎn)什么呢？換句話說，我們能運(yùn)行什么命令？先試試ls /，本人的輸出結(jié)果如下圖，注意到本人因做了額外配置，因此顯示內(nèi)容、顏色與你的可能不同，注意“s”和“/”之間有空格隔開。

命令“l(fā)s /”的結(jié)果

再來解釋這個(gè)命令，ls是命令名稱，是list的簡寫，用于列出指定路徑下的文件，而“/”就是指定的“路徑”。那么，“/”指的哪個(gè)路徑？如果稍稍留意輸出結(jié)果，可以推測出“/”就是指Cygwin安裝的頂層路徑。好像沒什么稀奇的，Windows下用Explorer也看看到指定路徑下的文件，而且更直觀。

不著急，再繼續(xù)，試試help，輸出如下，結(jié)果比較長，截圖只有一部分。這個(gè)命令貌似是告訴用戶一些命令的用法。

命令“help”的結(jié)果

初次體會到此結(jié)束，接下來并不想要你在黑框框里盲目亂敲，讓我們暫且開啟高空俯視視角，避免迷失在暗黑森林。

0x01 臺前幕后

好奇心驅(qū)使我去了解雙擊“Cygwin Terminal”快捷方式后，Windows幫我做了些什么。查看快捷方式的屬性，其中“目標(biāo)”字段的值為“D:\Cygwin64\bin\mintty.exe -e /bin/bash –login -i”，從這里可以推斷，快捷方式實(shí)際運(yùn)行的是mintty.exe，它就在Cygwin安裝目錄（D:\Cygwin64）的bin子目錄中，那么mintty是什么？后邊的“-e /bin/bash –login -i”又是什么意思？

查詢mintty官網(wǎng)上有文檔介紹，mintty是用于Cygwin、MSYS、Msys2等項(xiàng)目的“終端模擬器（Terminal Emulator）”，顧名思義，它就是用來模擬終端的，但是終端自身僅具有基本輸入輸出能力，并不會執(zhí)行程序指令。

再接著看，看到下面這張圖，mintty的help輸出中有一行“-e –exec Treat remaining arguments as the command to execute”，也就是“/bin/bash –login -i”是mintty啟動后要執(zhí)行的命令，這是要mintty啟動bash.exe的節(jié)奏，還順帶傳遞了–login和-i選項(xiàng)，再一查“bash”，大名鼎鼎的Bourne Again Shell。再結(jié)合mintty的help輸出的頭兩行“Start a new session running the specified program or user’s shell”，也就是說mintty啟動的時(shí)候，會開啟一個(gè)終端會話運(yùn)行指定的程序或用戶Shell，上述“/bin/bash –login -i”正是“指定的程序”。 更多詳情，mintty官網(wǎng)給了詳細(xì)的手冊頁。

mintty的help信息（圖片來源：https://mintty.github.io）

進(jìn)一步，打開Windows任務(wù)管理器，看到一個(gè)“應(yīng)用”Terminal和一個(gè)“后臺進(jìn)程”bash.exe，右鍵Terminal，轉(zhuǎn)到詳細(xì)信息，正是mintty.exe。

查看到mintty和bash進(jìn)程

至此，可以初步確定，雙擊快捷方式實(shí)質(zhì)是啟動了mintty，而mintty又啟動了后臺進(jìn)程bash，我們看到的前臺窗口是mintty，而幕后則有bash在干活。

經(jīng)過一番操作（此處省略一萬字……），了解到終端、終端模擬器、Shell的概念，可以總結(jié)如下：
①終端自身并不執(zhí)行用戶輸入的命令，它只是負(fù)責(zé)把輸入的內(nèi)容傳給系統(tǒng)，并把結(jié)果呈現(xiàn)在窗口上給用戶看；
②終端模擬器是一個(gè)模擬終端的圖形界面軟件，mintty就是一個(gè)終端模擬器實(shí)例；
③Shell是負(fù)責(zé)解釋執(zhí)行用戶命令的解釋器，bash就是一個(gè)Shell實(shí)例，它是由mintty在后臺啟動的。

從操作關(guān)系角度，可以簡要繪制如下示意圖，其中Cygwin核心是更深層幕后工作者，為mintty、bash的運(yùn)行提供環(huán)境支撐。

用戶、mintty、bash操作關(guān)系示意

0x02 概念與規(guī)則

好了，現(xiàn)在理清楚了，在mintty輸入的內(nèi)容實(shí)際都交給了Shell（bash）在處理，輸入的內(nèi)容即為“命令”。俗話說“沒有規(guī)矩不成方圓”，bash自有其一套語法規(guī)則，不合規(guī)則的輸入內(nèi)容不能視作合法命令，Shell（bash）無法處理。

命令的形式

每條命令大體上遵循“<命令名稱> <選項(xiàng)> <選項(xiàng)值> <參數(shù)>”的形式，命令名稱（command）、選項(xiàng)（option）、選項(xiàng)值（value）、參數(shù)（argument）之間用空格隔開。除了命令名稱，其他部分都不是必需的，比如在本文最開頭執(zhí)行的ls /，其中ls是命令名稱，/是參數(shù)，help就僅包含命令名稱，mintty --help只包含命令名稱和選項(xiàng)，沒有選項(xiàng)值和參數(shù)。

計(jì)算機(jī)發(fā)明之初，存儲器是很稀有的資源，為了盡量減少存儲空間，也為了方便用戶記憶，命令名稱都是單詞簡寫，十分簡潔，這個(gè)傳統(tǒng)基本上被保留下來。

命令名稱描述要做什么（Do What），這個(gè)好理解，參數(shù)描述的是作用對象（to Whom），也比較好理解，而選項(xiàng)和選項(xiàng)值則具體描述怎么做（How to Do），這就比較復(fù)雜了。事實(shí)上，各個(gè)命令描述最多的地方就是選項(xiàng)和選項(xiàng)值。

選項(xiàng)有單個(gè)連字符（-）與字母組成的短選項(xiàng)風(fēng)格（UNIX風(fēng)格）和兩個(gè)連字符（–）與單詞組成的長選項(xiàng)風(fēng)格（GNU風(fēng)格），很多命令兩者都支持，而且部分短選項(xiàng)和長選項(xiàng)等效，還有少數(shù)命令支持“+”與字母組成的選項(xiàng)，甚至與這些風(fēng)格都不符的選項(xiàng)。

大部分命令都有“-v”和“-h”這兩個(gè)選項(xiàng)，或等價(jià)的“–version”和“–help”，用于顯示版本信息和幫助信息。熟悉應(yīng)用程序，最主要地就是熟悉不同選項(xiàng)和不同參數(shù)配合作用，并加以掌握。對某個(gè)程序命令完全不了解或者是忘記了，都可以嘗試“-h”、“–help”、“-v”、“–version”選項(xiàng)去了解。

有哪些命令

Shell能識別的命令大致分為3類：
①內(nèi)建(built-in)命令，僅與Shell自身有關(guān)，不同的Shell（如sh、bash、zsh、fish等）支持的內(nèi)建命令；
②用戶定義函數(shù)（function）、別名（alias）等，用戶可自定義一些Shell函數(shù)，給命名設(shè)置別名等；
③外部命令，額外安裝的可執(zhí)行程序越多，可供執(zhí)行的外部命令就越多，比如ls就是外部命令。

要查詢某個(gè)命令屬于哪種，執(zhí)行type -a <命令名稱>即可；要看當(dāng)前Shell支持哪些內(nèi)建命令，執(zhí)行help即可，其中type、help就是bash等Shell都會提供的內(nèi)建命令。在剛安裝完Cygwin最小系統(tǒng)時(shí)，bin子目錄下大量可執(zhí)行文件，除去一些DLL文件，其余都是Shell外部命令。

工作路徑

文件都是存放在具體某個(gè)路徑下的，Shell在工作的時(shí)候也是處在某個(gè)路徑下，要查詢當(dāng)前工作路徑（current working directory）是什么，可以通過內(nèi)建命令pwd打印出來，內(nèi)建命令cd <路徑>可以切換工作路徑。

Shell剛啟動的時(shí)候，默認(rèn)切換到當(dāng)前用戶目錄作為初始工作路徑，前文提到的提示符中，~就是當(dāng)前用戶目錄，試下pwd如圖，結(jié)果為/home/<用戶名>。其中，home是Cygwin安裝目錄下的子目錄，<用戶名>是登錄當(dāng)前Shell的賬號，在Cygwin中登錄當(dāng)前Shell的賬號就是登錄到Windows系統(tǒng)的用戶名，這個(gè)子目錄是首次啟動Shell時(shí)自動建立的。

“~”指示當(dāng)前用戶目錄

為什么要強(qiáng)調(diào)“當(dāng)前”？因?yàn)閁NIX/Linux是真正的多用戶系統(tǒng)，允許多個(gè)用戶同時(shí)登錄到系統(tǒng)中取得使用權(quán)，系統(tǒng)給每個(gè)用戶在/home目錄下建立各自的用戶目錄，這樣每個(gè)用戶的環(huán)境彼此隔離、互不干擾。Windows是號稱多用戶系統(tǒng)，雖然也給每個(gè)用戶建立各自的用戶目錄，在C:\Users下，但是Windows一次只允許一個(gè)用戶登錄。

0x03 命令急救箱

以上洋洋灑灑長篇大論，除了開頭演示ls /、help和中間穿插介紹的type、cd、pwd，就沒介紹幾個(gè)命令用法。本節(jié)也只打算介紹幾個(gè)關(guān)鍵命令，記住這幾個(gè)，就可以去從零了解各個(gè)命令用法。

help

help是Shell內(nèi)建命令，可以查看各個(gè)內(nèi)建命令的用法。如果不帶參數(shù)，help輸出當(dāng)前Shell支持的所有內(nèi)建命令；如果帶參數(shù)，help <參數(shù)1> <參數(shù)2> ···則按參數(shù)逐個(gè)嘗試查找?guī)椭黝}，通常所有參數(shù)應(yīng)當(dāng)為內(nèi)建命令或者能匹配內(nèi)建命令的模式，比如h*匹配所有以h開頭的內(nèi)建命令：help、history。

“help help”結(jié)果

-h或–help選項(xiàng)

對于絕大多數(shù)外部命令，都支持至少“-h”和“–help”選項(xiàng)之一，用于顯示該命令的用法，即使“-h”可能用作他途，但“–help”絕對是顯示用法。

“l(fā)s --help”結(jié)果

也有少數(shù)命令不支持“-h”或“–help”選項(xiàng)，而是在沒有任何選項(xiàng)參數(shù)或者出錯的時(shí)候顯示用法。

man

man是POSIX規(guī)定的幫助手冊程序，是mannual的簡寫。軟件包中除了程序本身，還帶了大量用戶文檔，在UNIX/Linux系統(tǒng)中，手冊頁是最常見的用戶文檔之一，man手冊頁用特殊的格式寫成并壓縮，通過man命令瀏覽。系統(tǒng)安裝的軟件包手冊頁通常在/usr/share/man/目錄之下，按照章節(jié)分門別類地放在man1~man8子目錄中。

參照上面的說明，試試man --help，如下圖man支持的選項(xiàng)很多，<章節(jié)>參數(shù)可以是1~8，指定man查找的章節(jié)。一般使用場景中不需要任何選項(xiàng)，直接man <主題>即可，man從1~8所有章節(jié)去查找，主題不限于命令名稱，還可以是系統(tǒng)調(diào)用、函數(shù)庫等。

“man --help”結(jié)果

在man查看手冊頁時(shí)，空格鍵向下翻頁，PgUp/PgDn鍵向上/下翻頁，↑/↓鍵向上/下移動一行，g/G跳轉(zhuǎn)到頁面頂部/底部，q退出，h查看幫助操作。更多詳情，試試“man man”。

info

用戶文檔除了man手冊頁，還有info格式的手冊頁，由GNU項(xiàng)目引入，通過info（information的縮寫）命令瀏覽，一般UNIX/Linux系統(tǒng)同時(shí)支持man和info兩種風(fēng)格的手冊頁。

Info手冊頁按照節(jié)點(diǎn)（node）組織，每個(gè)手冊頁文件是一個(gè)節(jié)點(diǎn)，手冊頁內(nèi)支持鏈接到其他節(jié)點(diǎn)，如此組織猶如一張網(wǎng)，和網(wǎng)頁類似。Info手冊頁一般存放在/usr/share/info目錄下，其中dir文件是Top節(jié)點(diǎn)，相當(dāng)于網(wǎng)站中的index首頁。

老規(guī)矩，info --help試試怎么用，如圖，info也支持較多選項(xiàng)，給出的例子中，直接info <主題>，和man類似。不加主題參數(shù)時(shí)，info默認(rèn)打開Top節(jié)點(diǎn)。

“info --help”結(jié)果

在info瀏覽手冊頁時(shí)，空格向下翻頁，PgUp/PgDn鍵向上/下翻頁，↑/↓鍵向上/下移動一行，b/e跳轉(zhuǎn)至當(dāng)前節(jié)點(diǎn)頁首（begin）/頁末（end），q退出，Enter跟蹤鏈接，p/n/u跳轉(zhuǎn)至與當(dāng)前節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)的前一個(gè)（previous）/后一個(gè)（next）/上一級（up）節(jié)點(diǎn)，l回退至上次（last）頁面，m/g跳轉(zhuǎn)至本節(jié)點(diǎn)內(nèi)菜單（menu）項(xiàng)，Ctrl-g取消當(dāng)前要執(zhí)行的動作。更多詳情，試試info info命令。

0x04 其他提示

• UNIX、GNU、BSD的程序軟件數(shù)不勝數(shù)，而且數(shù)量不斷增長，我們不可能記住每個(gè)程序怎么用，也不應(yīng)試圖去背、去記憶，常用的命令和常見的用法只有一小部分，熟能生巧。不熟悉的話，試下--help選項(xiàng)、man、info命令，配合網(wǎng)上應(yīng)用案例，也能摸清個(gè)大概了。
• UNIX、GNU、BSD的命令行程序功能單一而強(qiáng)悍，Shell可以巧妙靈活地將其組織起來，發(fā)揮出更加強(qiáng)大的功效，用多用熟悉了才能體會到。
• 英語真的比較重要，英語水平不需要很高，但要能夠閱讀手冊頁等文檔。
• Shell有很多特性，對于初學(xué)者來講，最有用莫過于Tab鍵補(bǔ)全。在終端中輸入命令、路徑、文件等名稱的時(shí)候，記得不準(zhǔn)確，字符多了容易出錯，Tab補(bǔ)全是一大福音。比如輸入“m”，Shell會列出所有匹配以“m”開頭的命令；再緊接著輸入“a”，Shell列出所有匹配以“ma”開頭的命令，這樣逐漸縮減范圍，直至唯一匹配。同樣也適用于目錄和文件補(bǔ)全，文件或目錄名字很長時(shí)非常容易出錯又難于檢查，Tab鍵補(bǔ)全可以省去不少敲鍵盤的時(shí)間，還避免了錯誤，文件或目錄名補(bǔ)全支持中文。
• 為練習(xí)本文內(nèi)容，建議針對/bin目錄下所有命令逐個(gè)嘗試–help選項(xiàng)、查看man/info手冊。

參考

• https://en.wikipedia.org/wiki/Comparison_of_command_shells
• https://mintty.github.io