第五章 貝殼里的樹莓派

樹莓派的性能不高，而計算機圖形的呈現相當消耗資源，幸好，Linux提供了一種更易與樹莓派互動的方式—— Shell

5.1 初試Shell

打開終端，桌面上就會出現一個黑色背景的視窗，視窗上面寫著：
pi@raspberrypi:~ $
這里的pi是用戶名，raspberrypi是計算機的名字， 是 命 名 提 示 符 ， 如 果 敲 擊 鍵 盤 ， 那 么 字 符 會 顯 示 在 是命名提示符，如果敲擊鍵盤，那么字符會顯示在 是命名提示符，如果敲擊鍵盤，那么字符會顯示在提示符的后面，形成一串文本形式的命令，在英文中，Shell是貝殼之類的外殼，在Linux中，所謂的shell，就是運行在終端中的文本互動程式，Shell分析文本輸入，然后把文本轉換成相應的計算機動作，用戶透過shell這個“殼”，來觸及電腦，
在后面的內容中，將用 來 表 示 L i n u x 系 統 的 S h e l l 命 令 提 示 符 ， 例 如 輸 入 d a t a 命 令 ： ‘ 來表示Linux系統的Shell命令提示符，例如輸入data命令： ` 來表示Linux系統的Shell命令提示符，例如輸入data命令：‘data`
data用于日期時間的相關功能，按Enter鍵后，Shell會顯示系統的當前時間，
Shell看起來簡陋，但實際上比影像化桌面強大的多，Linux作業系統繼承自UNIX作業系統，無論是Linux作業系統還是UNIX作業系統，最初都只提供了Shell這一種用戶作業系統界面，如果你習慣了這種文本操作方式，會漸漸體會到他的好處，

5.2 用命令了解樹莓派

1.Linux通用查詢命令

• 首先用 lscpu 命令來查詢CPU的資訊：

$lscpu
終端視窗中就會列印出CPU資訊：

Architecture:	armv7l
Byte Order:	Little Endian
CPU(s):	4
On-line CPU(s) list: 0-3
Thread(s) per core:	1
Core(s) per socket:	4
Socket(s):	1
Model name:	ARMv7 Processor rev 4(v7l)
CPU max MHz:	1200.0000
CPU min MHz:	600.0000

• 然后，可以用 free 命令來了解記憶體的使用狀況：

$free -h
在使用上面的命令時，增加了-h的選項（option），通過給命令增加選項，可以改變命令的行為方式，這里的字母h是 human readable 的意思，如果不使用-h選項，那么free命令會以位元組為單位顯示結果，有了-h選項，free可以將結果轉換成更適合顯示的單位，
Shell列印的結果如下：

			total		used		free		shared	buffers		cached
Mem:			862M		739M		122M		14M		44M			397M
-/+ buffers/cache:	298M		563M
Swap:			99M				0B			99M

可以看到，記憶體總量是862MB，其他列中還顯示了已用和可用的記憶體空間，通過增加選擇，Linux命令的功能變得更加豐富，

• 再看SD卡的存盤情況，用命令fdisk:

$sudo fdisk -l
命令fdisk用于顯示磁盤資訊，選項 -l 表示列出所有磁盤，可以看到命令前面增加了sudo，某些命令的運行需要特殊權限，而 sudo提供了以系統管理員身份來執行后面的命令 ，即 fdisk -l ，結果的最后兩行如下：
代碼待實機截圖補充

整個SD卡被分成了兩個磁區，其中一個磁區有60MB，專門用于樹莓派的開機啟動；另一個磁區用于存盤其他的所有資料，

• 使用 lsusb ，可以找到所有的USB外設：

$lsusb
Shell將列印：

Bus 001 Device 005: ID 0e8f:2517 GrennAsia Inc.
Bus 001 Device 006: ID 045e:0750 Microsoft Corp.	Wired Keyboard 600
Bus 001 Device 003: ID 0424:ec00 Standard Microsystems Corp.S<SC9512/9514 Fast Ethernet Adapter
Bus 001 Device 002: ID 0424:9514 Standard Microsystems Corp.

• 使用 uname 命令，可以列印出作業系統的資訊

$uname -a
選項 -a 表示顯示所有的相關資訊，Shell將列印

	Linux raspberrypi 4.1.19-v7+ #858 SMP Tue Mar 15 15:56:00 GMT 2016 armv7l
GNU/Linux

這里的系統使用的內核是Linux 4.1.19版本，而內核的發布時間是2016年3月15日

• 最后，用 ifconfig 命令來查看網路介面：

$ifconfig
命令運行結果如下：
代碼待實機截圖補充
其中eth0代表了以太網介面，wlan0代表了Wi-Fi介面，而lo是虛擬出來的本地介面，用來表示本機，在鏈接上網的介面中，我們可以看到該介面的IP地址等資訊，例如wlan0的IP地址是192.168.0.108，因為沒有插網線，所以eth0并沒有IP地址，

2.樹莓派專用查詢命令

• 除通用的Linux命令外，樹莓派還提供了 vcgencmd 命令，用于和樹莓派硬體直接互動，比如在Shell中執行：

$vcgencmd measure_temp
在上面的命令中，第二段的 measure_temp 是命令的 引數 ，引數是選項之外另一種給命令提供額外資訊的方式，上面的命令將回傳CPU的溫度：
temp=51.5'C
用下面的命令測量樹莓派的核心電壓：
$vcgencmd measure_volts core
回傳電壓值：
volt=1.2000V

5.3 什么是Shell

$free -h

包括空格在內總共7個字符，Shell程式通過 空格 區分出命令的不同部分，第一個部分是命令名，剩下的部分是選項和引數，在這個例子中，Shell會進一步分析第二個部分，發現這一部分的開頭是“-”字符，從而知道它是一個 選項 ，

有了命令名，Shell下一步就要執行該命令名對應的動作，這聽起來就像是在戲劇舞臺上，演員按照腳本演戲，Shell命令分為如下三類，

  - Shell內建函式(built-in function)，
  - 可執行檔案(executable file)，
  - 別名(alias)

Shell的 內建函式 是保存在Shell內部的腳本，相對應的， 可執行檔案 是保存在Shell之外的腳本，Shell必須在系統中找到對應命令名的可執行檔案，才能正確執行，我們可以用絕對路徑來告訴Shell可執行文所在的位置，所謂 路徑 ，是指一個檔案在存盤空間的位置，例如：
/bin/date
這個路徑表面date這個可執行檔案位于根目錄下的bin檔案夾內，
如果用戶只給出了命令名，而沒有給出準確的位置，那么Shell必須自行搜索一些特殊的位置，也就是所謂的默認路徑，Shell會執行第一個和命令名相同的可執行檔案，這就相當于，Shell幫我們自動補齊了可執行檔案的位置資訊，我們可以通過 which 命令來確定命令名對應的是哪個可執行檔案：
$which date
別名 就是給某個命令起的一個簡稱，以后在Shell中就可以通過這個簡稱來呼叫對應的命令，在Shell中，我們可以用alias來定義別名：
$alias freak="free -h"
Shell會記住我們的別名定義，以后在這個Shell中輸入命令 freak 時，都將等價于輸入 free -h

在Shell中，可以通過 type 命令來了解命令的型別，如果一個命令是 可執行檔案 ，那么 type 將列印出檔案的路徑，
$type data
$type pwd
總得來說，Shell就是根據空格和其他特殊符號，來讓電腦理解并執行用戶要求的動作，

5.4 Shell的選擇

• Shell是文本解釋器程式的統稱，所以包括了不止一種Shell，
• 在樹莓派中，安裝了sh和bash
• bash是sh的改進版本，一般來說，推薦使用bash
• $echo $SHELL 查看當前的Shell型別
  • echo用于在終端列印文本，而 $ 是一個新的Shell特殊符號，它提示Shell，后面跟隨的不是一般的文本，而是用于儲存資料的變數，shell會根據變數名找到真正的文本，并替換到變數所在的位置，SHELL變數存盤了當前使用的Shell的資訊，可以在bash中用 sh 命令啟動，用 exit 命令退出，

5.5 命令的選項和引數

• 已知，一行命令里可以包含著 選項 和 引數 ，總的來說， 選項 用于控制命令的行為，而 引數 說明了命令的作用物件，例如：

$uname -m

• 在上面的命令中， 選項 -m 影響了命令 uname 的行為，導致 uname 輸出了樹莓派的CPU型號，如果不是受該選項的影響，那么 uname 輸出的將是LINUX， 我們不妨把每個命令看作多功能的瑞士軍刀，而選項使命令可以在不同的功能間切換， 由一個“-”引領一個英文字母，這稱為 短選項 ，多個短選項的字母可以合在一起，跟在同一個“-”后面，比如 $uname -m -r $uname -mr 是等價的， 此外還有一種 長選項 ，是用“–”引領一個英文單休，比如： $date --version 將輸出date程式的版本資訊，
• 如果說選項控制了瑞士軍刀的行為，那么 引數 就提供了瑞士軍刀發揮用途的原材料，以 echo 命令為例，他能把字符列印到終端，他選擇列印的物件，正是它的引數： $echo hello
• 有的時候，選項也會攜帶變數，以便說明選項行為的原材料，比如：

$sudo date --set="1999-01-01 8:00:00"

• 選項“–set”用于設定時間，用 等號鏈接 的就是它的引數，date會把日期設定成這一變數所代表的日期，如果 用短選項 ，那么就要用 空格 取代等號了：

$sudo date -s "1999-01-01 08:00:00"

• 值得注意的是， Shell對空格敏感 ，當引數資訊中包含了空格時，我們需要用 引號 把引數包裹起來，以便Shell能識別出這是一個整體，
• 選項和引數都是提供給命令的附加資訊，因此，命令最侄訓拿這些字串做什么，是由命令自己決定的，

5.6 如何了解一個陌生的命令

• whatis

$whatis ls
**whatis **命令的作用是用很簡短的一句話來介紹命令

• man

$man ls
man 會回傳命令幫助的手冊，對于大部分Linux自帶的命令來說，作者撰寫時，都會撰寫一個幫助檔案，告訴用戶怎樣使用這個命令， man 可以說是我們了解Linux最好的百科全書，它不僅告訴你Linux自帶的命令的功能，還可以查詢Linux的系統檔案和系統呼叫，如果想要深入學習Linux，就必須要懂得如何用 man 來查詢相關檔案，

• info

$info ls
info 將回傳更詳細的幫助資訊，

5.7 Shell小竅門

命令補齊

大多數的Shell都有命令補齊的功能，當你在 $ 的后面輸入命令的一部分時，比如“dat”，按TAB鍵，Linux會把它補充稱為“date”，在這個程序中，Shell會搜索該命令名的所有可能，如果只有一種可能，那么Shell就會把該檔案名補齊，如果不止一種，那么第一次按TAB鍵會沒有反應，第二次按TAB鍵時，終端會列印出所有可能的命令名，比如輸入“da”，按兩次TAB鍵后，終端輸出: dash date
這樣的提示，能幫你想起自己想要輸入的命令，

檔案名補齊

如果輸入的是作為引數的檔案名，也可以同上補齊，

歷史命令

在Shell中，可以用向上箭頭，或 history 命令來查看之前輸入的命令，

中止與暫停命令

當一個命令運行時，如果想中途停止它，那么可以用快捷鍵Ctrl+C，如果只是想暫時停止，那么可以用快捷鍵Ctrl+Z，中止與暫停參考了Linux中的**信號（Signal）機制，將在后面介紹，