shell从用户读入字符串“ls”,shell建立一个新的进程,然后在那个进程中运行ls程序并等待那个进程结束。然后shell读取新的一行输入,建立一个新的进程,在这个进程中运行程序,并等待这个进程结束。所以要写一个shell,需要循环以下过程:
1. 获取命令行
2. 解析命令行
3. 建立一个子进程(fork)
4. 替换子进程(execvp)
5. 父进程等待子进程退出(wait)
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#define SIZE 1024
#define MAX_ARGC 64
#define SEP " " // 命令参数之间的分隔符
// 全局变量
char *argv[MAX_ARGC]; // 用于存储解析后的命令行参数
char pwd[SIZE]; // 当前工作目录
char env[SIZE]; // for test
int lastcode = 0; // 最后一个子进程的退出状态
// 获取主机名
const char* HostName()
{
char *hostname = getenv("HOSTNAME"); // 从环境变量中获取HOSTNAME
if(hostname) return hostname; // 如果找到,返回主机名
else return "None";// 否则返回"None"
}
// 获取用户名
const char* UserName()
{
char *username = getenv("USER");
if(username) return username; // 如果找到,返回用户名
else return "None"; // 否则返回"None"
}
// 获取当前工作目录
const char *CurrentWorkDir()
{
char *pwd = getenv("PWD"); // 应该是从环境变量中获取PWD
if(pwd) return pwd; // 如果找到,返回当前工作目录
else return "None"; // 否则返回"None"
}
// 获取用户主目录
char *Home()
{
return getenv("HOME"); // 从环境变量中获取HOME
}
// 与用户进行交互,获取命令字符串
int Interactive(char out[], int size)
{
// 输出提示符并获取用户输入的命令字符串"ls -a -l"
printf("[%s@%s %s]$ ", UserName(), HostName(), CurrentWorkDir());
fgets(out, size, stdin);// 从标准输入读取一行
out[strlen(out)-1] = 0; //'\0', commandline是空串的情况?// 移除字符串末尾的换行符'\n'
return strlen(out);// 返回命令字符串的长度(不包括末尾的'\0')
}
// 分割用户输入的命令字符串为参数数组
void Split(char in[])
{
int i = 0;
argv[i++] = strtok(in, SEP); // "ls -a -l"// 使用空格作为分隔符分割字符串,并将第一个参数存入argv[0]
while(argv[i++] = strtok(NULL, SEP)); // 故意将== 写成 =// 继续分割并存储剩余参数
// 下面的代码块试图修改参数列表以在ls命令后添加"--color"
if(strcmp(argv[0], "ls") ==0)
{
argv[i-1] = (char*)"--color";// 这会覆盖最后一个参数
argv[i] = NULL;// 确保argv数组以NULL结尾
}
}
// 执行命令
void Execute()
{
pid_t id = fork();// 创建一个新的子进程
if(id == 0)
{
// 在子进程中执行命令
execvp(argv[0], argv);// 使用环境变量中的PATH来查找要执行的程序
exit(1);// 如果execvp失败(例如找不到程序),则退出子进程并返回1
}
int status = 0;
pid_t rid = waitpid(id, &status, 0);// 在父进程中等待子进程结束
if(rid == id) lastcode = WEXITSTATUS(status); // 如果子进程正常结束,获取其退出状态并保存
//printf("run done, rid: %d\n", rid);
}
int BuildinCmd()
{
int ret = 0;
// 检测 argv[0] 是否为 "cd",如果是则执行 cd 命令
// 1. 检测是否是内建命令, 是 1, 否 0
if(strcmp("cd", argv[0]) == 0)
{
// 2. 执行
// 标记为内建命令
ret = 1;
// 获取 cd 命令的参数(要切换到的目录),如果没有参数则默认为家目录
char *target = argv[1]; //cd XXX or cd
if(!target) target = Home();// 如果没有指定目录,则切换到用户家目录
// 切换到目标目录
chdir(target);
// 获取当前工作目录并保存到 temp 变量中
char temp[1024];
getcwd(temp, 1024);
// 构造新的环境变量 "PWD",并将其设置为当前工作目录
snprintf(pwd, SIZE, "PWD=%s", temp);
putenv(pwd);
}
// 检测 argv[0] 是否为 "export",如果是则执行 export 命令
else if(strcmp("export", argv[0]) == 0)
{
ret = 1;
// 如果有参数,则将其设置为环境变量
if(argv[1])
{
strcpy(env, argv[1]);
putenv(env);
}
}
// 检测 argv[0] 是否为 "echo",如果是则执行 echo 命令
else if(strcmp("echo", argv[0]) == 0)
{
ret = 1;
// 如果没有参数,则输出一个换行符
if(argv[1] == NULL) {
printf("\n");
}
else{
// 如果参数以 '$' 开头,则进行特殊处理
if(argv[1][0] == '$')
{
// 如果参数是 "$?",则输出上一个命令的退出状态
if(argv[1][1] == '?')
{
printf("%d\n", lastcode);
lastcode = 0;
}
else{
// 否则,获取环境变量并输出其值
char *e = getenv(argv[1]+1);
if(e) printf("%s\n", e);
}
}
else{
// 如果参数不是以 '$' 开头,则直接输出该参数
printf("%s\n", argv[1]);
}
}
}
return ret;
}
int main()
{
while(1)
{
char commandline[SIZE];
// 1. 打印命令行提示符,获取用户输入的命令字符串
int n = Interactive(commandline, SIZE);
if(n == 0) continue;
// 2. 对命令行字符串进行切割
Split(commandline);
// 3. 处理内建命令
n = BuildinCmd();
if(n) continue;
// 4. 执行这个命令
Execute();
}
// for(int i=0; argv[i]; i++)
// {
// printf("argv[%d]: %s\n", i, argv[i]);
// }
return 0;
}