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一、前言

来制作一个简易的 [Shell 命令]行解释器。
首先这是与 Shell 的互动::
用下图的[时间轴]来表示事件的发生次序。其中时间从> > 左向右。shell 由标识为 sh 的方块代表，它随着时间的流逝从左向右移动。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）

二、准备工作

1.输出提示符

这里的提示字符为用户名 @主机名 当前路径# 直接打印出来作为提示所用
printf
(
"用户名@主机名 当前路径#"
);

这里没有 \ n，会有缓冲区的问题，类似于我们之前所说的进度条所遇到的问题，可以用 fflush(stdout) 刷新缓冲区。

2. 输入和获取命令

输入
我们需要输入一连串命令，其中可能出现空格，所以不能使用 gets 函数，需要用到 fgets 函数，同时，可以定义一个 lineCommand[NUM] 数组
#define NUM 1024
char lineCommand[NUM];

char* s = fgets(lineCommand,sizeof(lineCommand) - 1, stdin);

assert(s != NULL);

但是打印的时候却多换了一行，这是我们把 \ n 也读取到了，直接进行处理即可, 清除最后一个 \ n
lineCommand[strlen(lineCommand) - 1] = 0;

可以通过打印看看效果和测试是否有 BUG
printf
(
"test:%s\n"
,lineCommand);

获取
输入之后，我们自然需要去进行获取，我们需要分割命令行，这个地方用 strtok。把字符串切割成若干个子串：

strtok: 第一次直接传递参数，第二次则必须传 NULL。且在最终 strtok 会返回 NULL。

3.shell 运行原理

同时，在理解一下 shell 的运行原理：shell 内部提取命令行做分析，然后调用 exec. shell 执行命令必须通过创建子进程，如果不创建子进程会把我们所有的 shell 全部替换，所以执行命令时一般磁盘上的程序必须创建子进程。

4. 内建命令

我们在运行自己写的 shell 的时候，发现输入 cd … 输入 cd path 等命令时发现路径并没有改变！
没有发生改变是因为自己写的 shell 执行很多命令都要 fork() 创建子进程，让子进程执行的 cd，子进程有自己的工作目录，所以更改的子进程的目录，子进程执行完毕，继续用的是父进程，既 shell，并没有影响父进程，所以并没有改变。
对于 cd, 我们可以采用内建命令：不需要创建子进程执行，让 shell 自己执行命令，称为内建命令。本质就是执行系统接口，我们可以调用一个系统接口 chdir，可解决上述问题:

5. 替换

采用 execvp 进行替换进程
pid_t id = fork();

assert(id != -1);

if
(id == 0)

{

 execvp(myargv[0],myargv);

exit
(1);

}

三、整体代码

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/wait.h>
#include<assert.h>
#include<string.h>
#define NUM 1024
#define OPT_NUM 64
 char lineCommand[NUM];

 char *myargv[OPT_NUM];//指针数组

 int lastcode = 0;

 int lastsig = 0;

 int 
main
()

 {

while
(1)

     {

         // 1.输出提示符

printf
(
"[email protected] 当前路径#"
);

         fflush(stdout);

         // 2.获取用户输入的命令，输入的时候，用户最后还输入了\n

         char* s = fgets(lineCommand,sizeof(lineCommand) - 1, stdin);

         assert(s != NULL);

         (void)s; //避免Linux认为s变量未使用,导致警告

         // 清除最后一个\n;例如:abcd\n

         lineCommand[strlen(lineCommand) - 1] = 0;

         //
printf
(
"test:%s\n"
,lineCommand);

         // 
"ls -a -l -i"
 -->字符串分割-->
"ls""-a""-l""-i"
         myargv[0] = strtok(lineCommand, 
" "
);

         int i = 1;

if
(myargv[0] != NULL && (strcmp(myargv[0],
"ls"
) == 0))

         {

             myargv[i++] = (char*)
"--color=auto"
;

         }

         //如果没有子串了,strtok会返回NULL，即myargv[end] = NULL

while
(myargv[i++] = strtok(NULL,
" "
));

         //如果是
cd
命令，不需要创建子进程，让shell自己执行对应的命令，本质就是执行系统接口

         //像这种不需要让我们的子进程来执行，而是让shell自己执行的命令—内建命令

         //其中
echo
是一个自建命令

if
(myargv[0] != NULL && (strcmp(myargv[0],
"cd"
) == 0))

         {

if
(myargv[1] != NULL) 
chdir
(myargv[1]);

continue
;

         }

if
(myargv[0] != NULL && myargv[1] != NULL && (strcmp(myargv[0],
"echo"
) == 0))

         {

if
(strcmp(myargv[1],
"$?"
) == 0)

             {

printf
(
"%d,%d\n"
,lastcode,lastsig);

             }

else
             {

printf
(
"%s\n"
,myargv[i]);

             }

continue
;

         }

         //利用条件编译测试是否成功

#ifdef DEBUG
for
(int i = 0; myargv[i]; ++i)

         {

printf
(
"myargv[%d]:%s\n"
,i,myargv[i]);

         }

#endif
         //执行命令

         pid_t id = fork();

         assert(id != -1);

if
(id == 0)

         {

             execvp(myargv[0],myargv);

exit
(1);

         }

         int status = 0;

         pid_t ret = waitpid(id,&status,0);

         assert(ret > 0);

         (void) ret;

         lastcode = (status >> 8) & 0xFF;

         lastsig = status & 0x7F;

     }

return
 0;

 }

END
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