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linux中myshell的实现

article 2024/10/26 19:37:03

引言

全局信息

核心代码

核心函数

引言

随着计算机技术的飞速发展，操作系统在人们日常工作和生活中扮演着越来越重要的角色。Linux作为一款开源、自由且功能强大的操作系统，已经成为了众多服务器和开发者的首选平台。Shell作为Linux系统的用户界面，为用户提供了执行命令、管理文件、自动化任务等功能。

在本项目中，我们将实现一个简单的Shell程序——myshell。在myshell中，将模拟shell如何进程执行内建指令、普通指令与进程切换。

全局信息

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

#define LEFT "["
#define RIGHT "]"
#define LABLE "#"
#define DELIM " \t"
#define LINE_SIZE 1024
#define ARGC_SIZE 32
#define EXIT_CODE 44

int lastcode = 0;
int quit = 0;
extern char **environ;
char commandline[LINE_SIZE];
char *argv[ARGC_SIZE];
char pwd[LINE_SIZE];

// 自定义环境变量表
char myenv[LINE_SIZE];

我们将特定的元素定义为宏，方便代码的理解与阅读。

核心代码

主体分为：指令的交互（打印对话栏，获取指令字符串）

指令字符串的拆解

判断是否为内建指令

不是内建指令，将进行frok执行

在循环中，不断进行交互

int main()
{
    while(!quit){
        // 2. 交互问题,获取命令行, ls -a -l > myfile / ls -a -l >> myfile / cat < file.txt
        interact(commandline, sizeof(commandline));

        // commandline -> "ls -a -l -n\0" -> "ls" "-a" "-l" "-n"
        // 3. 子串分割的问题，解析命令行
        int argc = splitstring(commandline, argv);
        if(argc == 0) continue;

        // 4. 指令的判断 
        //内键命令，本质就是一个shell内部的一个函数
        int n = buildCommand(argv, argc);

        // 5. 普通命令的执行
        if(!n) NormalExcute(argv);
    }
    return 0;
}

核心函数

1.交互


const char *getusername()
{
    return getenv("USER");
}

const char *gethostname()
{
    return getenv("HOSTNAME");
}

void getpwd()
{
    getcwd(pwd, sizeof(pwd));   //#include <unistd.h>    char* getcwd(char* buf, size_t size);  //buf是一个输出型参数，size是buf的大小，返回值是buf指向的字符串的地址。
}

void interact(char *cline, int size)
{
    getpwd();
    printf(LEFT"%s@%s %s"RIGHT""LABLE" ", getusername(), gethostname(), pwd);
    char *s = fgets(cline, size, stdin);
    assert(s);
    (void)s;
    // "abcd\n\0"
    cline[strlen(cline)-1] = '\0';
}

2.拆解


// ls -a -l | wc -l | head 
int splitstring(char cline[], char *_argv[])
{
    int i = 0;
    argv[i++] = strtok(cline, DELIM);
    while(_argv[i++] = strtok(NULL, DELIM)); // 故意写的=
    return i - 1;
}

3.普通指令

子进程执行，父进程等待


void NormalExcute(char *_argv[])
{
    pid_t id = fork();
    if(id < 0){
        perror("fork");
        return;
    }
    else if(id == 0){
        //让子进程执行命令
        //execvpe(_argv[0], _argv, environ);
        execvp(_argv[0], _argv);
        exit(EXIT_CODE);
    }
    else{
        int status = 0;
        pid_t rid = waitpid(id, &status, 0);
        if(rid == id) 
        {
            lastcode = WEXITSTATUS(status);
        }
    }
}

4.内建指令


int buildCommand(char *_argv[], int _argc)
{
    if(_argc == 2 && strcmp(_argv[0], "cd") == 0){
        chdir(argv[1]);
        getpwd();
        sprintf(getenv("PWD"), "%s", pwd);
        return 1;
    }
    else if(_argc == 2 && strcmp(_argv[0], "export") == 0){
        strcpy(myenv, _argv[1]);
        putenv(myenv);
        return 1;
    }
    else if(_argc == 2 && strcmp(_argv[0], "echo") == 0){
        if(strcmp(_argv[1], "$?") == 0)
        {
            printf("%d\n", lastcode);
            lastcode=0;
        }
        else if(*_argv[1] == '$'){
            char *val = getenv(_argv[1]+1);
            if(val) printf("%s\n", val);
        }
        else{
            printf("%s\n", _argv[1]);
        }

        return 1;
    }

    // 特殊处理一下ls
    if(strcmp(_argv[0], "ls") == 0)
    {
        _argv[_argc++] = "--color";
        _argv[_argc] = NULL;
    }
    return 0;
}

列举了export建立环境变量、echo打印、cd改变路径等信息

建立环境变量只需要

else if(_argc == 2 && strcmp(_argv[0], "export") == 0){
strcpy(myenv, _argv[1]);
putenv(myenv);
return 1;

在bash中putenv即可。

注意：

putenv只是修改了环境变量表的一个指针，让他指向了这个区域。但是这个区域改变之后，就无法获得对应的环境变量。

因此我们需要将区域固定住，额外开辟了一个myenv的空间（cline是变化的）。