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五、进程

12. 自定义shell

根据我们之前学的知识，这里来编写一个 shell 程序。

#include<stdio.h>                                                                                  
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>

#define SIZE 1024
#define MAX_ARGC 64
 
// 用户名
const char* UserName()
{
    char* username = getenv("USER");
    if (username) return username;
    else return "None";
}
// 主机名
const char* HostName()
{                                         
    char* hostname = getenv("HOSTNAME");    
    if (hostname) return hostname;          
    else return "None";                     
}                                         
// 路径                                   
const char* CurrentWorkDir()              
{                                         
    char* currentworkdir = getenv("PWD");   
    if (currentworkdir) return currentworkdir;
	else return "None";
}

上面代码可以通过环境变量接口获取指定信息。我们先输出一下命令行提示符试试看。


封装输出命令行提示符的信息和接收用户输入成一个函数。

我们获取到了用户一行输入的整个字符串，现在需要对这个字符串进行切割。

// 分隔符是空格
#define SEP " "
void Split(char in[])
{
    int i = 0;
    argv[i++] = strtok(in, SEP);
    while (argv[i++] = strtok(NULL, SEP));
 }

当做完以上操作后就可以执行命令了，我们创建一个子进程，让子进程来程序替换为我们要执行的命令。我们封装一下执行命令。

我们不想自己写的shell程序只跑一遍，所以我们要在主函数里加上死循环。


运行比较成功，但是我们发现，使用 cd … 命令却没有反应，这是怎么回事？因为执行cd命令的是子进程而不是我们的shell 。像这种不让子进程来执行的命令，而是让我们的shell执行的命令叫做 内建命令 。我们需要特殊处理一下。

// 获取环境变量
char *Home()
{
    return getenv("HOME");
}

int BuildinCmd()
{
    // 是内建命令则返回1，不是则返回0
    int ret = 0;
    if (strcmp("cd", argv[0]) == 0)                                                                  
    {
        ret = 1;
        char *target = argv[1];
        // cd 空表示进入家目录
        if (!target) target = Home();
        chdir(target);
    }
    return ret;
}

我们再来测试一下：

这里已经完成的差不多了，再来处理一下细节问题，比如环境变量没有更新。

// 记录路径字符
char pwd[SIZE];

int BuildinCmd()
{
    int ret = 0;
    if(strcmp("cd", argv[0]) == 0)
    {
        ret = 1;
        char *target = argv[1];
        if(!target) target = Home();
        chdir(target);
        char temp[1024];
        // 获取当前路径
        getcwd(temp, 1024);
        // 写入数组
        snprintf(pwd, SIZE, "PWD=%s", temp);
        // 更新
        putenv(pwd);
    }
}

再来测试一下：

比较完善了。但是实际上内建命令绝对不止 cd 命令，至少还包含 export 和 echo 等命令。就不再一一赘述了。感兴趣的可以自己再去完善，也可以使ls命令带上颜色等等。

完整程序

#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 " "
 
char *argv[MAX_ARGC];
char pwd[SIZE];

// 用户名
const char* UserName()
{
    char* username = getenv("USER");                                                                 
    if (username) return username;
    else return "None";
}
// 主机名
const char* HostName()
{
    char* hostname = getenv("HOSTNAME");
    if (hostname) return hostname;
    else return "None";                                                                              
}
// 路径
const char* CurrentWorkDir()
{
    char* currentworkdir = getenv("PWD");
    if (currentworkdir) return currentworkdir;
    else return "None";
}
// 家目录
char* Home()
{
    return getenv("HOME");
}

int Interactive(char out[], int size)
{
    // 输出命令行提示符
    printf("[%s@%s %s]$ ", UserName(), HostName(), CurrentWorkDir());
    // 接收用户输入
    fgets(out, size, stdin);
    // 去掉最后一个 回车符                                                                           
    out[strlen(out) - 1] = '\0';
    return strlen(out);
}

void Split(char in[])
{
    int i = 0;
    argv[i++] = strtok(in, SEP);
    while (argv[i++] = strtok(NULL, SEP));
}

void Execute()
{
    pid_t id = fork();
    if(id == 0)
    {
        // 让子进程执行命令 文件名 + 选项数组
        execvp(argv[0], argv);                                                                     
        exit(1);
    }
    waitpid(id, NULL, 0);
}

int BuildinCmd()
{
    // 是内建命令则返回1，不是则返回0
    int ret = 0;
    if (strcmp("cd", argv[0]) == 0)
    {
        ret = 1;
        char *target = argv[1];
        // cd 空表示进入家目录
        if (!target) target = Home();
        chdir(target);
        char temp[SIZE];
        getcwd(temp, SIZE);
        snprintf(pwd, SIZE, "PWD=%s", temp);
        putenv(pwd);
    }                                                                                                
    return ret;
}

int main()
{
    while(1)
    {
        char commandline[SIZE];
        int n = Interactive(commandline, SIZE);
        // 空串跳出
        if (n == 0) continue;
        Split(commandline);
        n = BuildinCmd();
        if (n) continue;
        Execute();
    }
    return 0;
}

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未完待续