实现一个简易的Linux shell

最新推荐文章于 2024-08-13 02:44:15 发布

原创最新推荐文章于 2024-08-13 02:44:15 发布 · 513 阅读

3 ·

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

#linux #运维 #服务器

本文档详细介绍了如何使用C语言实现一个简单的Shell程序。主要流程包括：显示提示符、获取用户输入、命令解析、执行内建命令（如`cd`、`export`）以及通过`fork`和`execvp`创建及替换子进程执行外部命令。示例代码展示了如何处理用户输入的`ls`命令，并添加颜色选项。

简易shell实现

- 1. 实现思路
- 2. 代码实现

1. 实现思路

考虑下面这个与shell典型的互动：

[root@localhost epoll]# ls
client.cpp readme.md server.cpp utility.h
[root@localhost epoll]# ps
PID TTY TIME CMD
3451 pts/0 00:00:00 bash
3514 pts/0 00:00:00 ps

用下面的时间轴来表示事件的发生次序，从左向右，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，所以就是一下过程的循环：

获取命令行
解析命令行
建立一个子进程（fork）
替换子进程（execvp）
父进程等待子进程退出

2. 代码实现

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/wait.h>

#define NUM 1024
#define SIZE 128
#define SEP " "

char command_line[NUM];
char* command_args[SIZE];

char env_buffer[NUM];

int ChangeDir(const char* new_path)
{
    chdir(new_path);

    return 0; //调用成功
}

void PutEnvInMyShell(char* new_env)
{
    putenv(new_env);
}

int main()
{
    //shell 本质就是一个死循环
    while(1)
    {
        //1. 显示提示符
        printf("[smf@我的主机名 当前目录]# ");
        fflush(stdout);

        //2. 获取用户输入
        memset(command_line, '\0', sizeof(command_line));
        fgets(command_line, NUM, stdin);  //从stdin中读NUM长度的字符串到command_line中
        command_line[strlen(command_line) - 1] = '\0';  //清空'\n'

        //3. "la -a -l" -> "ls" "-a" "-l"字符串切分
        command_args[0] = strtok(command_line, SEP);
        int index = 1;

        //给ls命令添加颜色
        if(strcmp(command_args[0], "ls") == 0)
            command_args[index++] = (char*)"--color=auto";

        while(command_args[index++] = strtok(NULL, SEP));


        //4. 执行、内建命令
        if(strcmp(command_args[0], "cd") == 0 && command_args[1] != NULL)
        {
            ChangeDir(command_args[1]); //让父进程进行路径切换
            continue;
        }

        if(strcmp(command_args[0], "export") == 0 && command_args[1] != NULL)
        {
            strcpy(env_buffer, command_args[1]);
            PutEnvInMyShell(env_buffer);

            continue;
        }

        //5. 创建进程、执行
        pid_t id = fork();
        if(id == 0)
        {
            //child 进行程序替换
            execvp(command_args[0], command_args);
            exit(1);
        }

        int status = 0;
        pid_t ret = waitpid(id, &status, 0);
        if(ret > 0)
        {
            printf("等待子进程成功, sig: %d, code: %d\n", status&0x7F, (status>>8)&0xFF);
        }
    }
}