首页 > 系统相关 >Linux--实现简易shell

Linux--实现简易shell

时间：2024-09-03 09:53:11浏览次数：7  
标签：shell const -- pos char int command Linux cwd

文章目录


Shell是一个功能强大的工具，它既是用户与Linux/Unix系统之间交互的桥梁，也是一种命令语言和程序设计语言。

shell定义和功能

定义：
Shell是一个用C语言编写的程序，它是用户使用Linux/Unix系统的接口。Shell提供了一个界面，通过这个界面，用户可以访问操作系统内核的服务。
功能：
作为命令语言，Shell能够交互式地解释和执行用户输入的命令。
作为程序设计语言，Shell提供了变量定义、赋值、条件判断、循环控制等高级编程功能，用户可以利用这些功能编写Shell脚本来自动化完成复杂的任务。

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。
在这里插入图片描述
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）

下面我们来实现一个简易的shell

myshell.c

GetCwd()

const char* GetCwd()
{
    const char* cwd = getenv("PWD");
    if(cwd==NULL) return "None";
    return cwd;
}

功能：获取当前工作目录的路径。
实现：首先尝试从环境变量PWD中获取当前工作目录的路径。如果PWD不存在，则返回字符串"None"。

GetUsrName()

const char* GetUsrName()
{
    const char* name = getenv("USER");
    if(name==NULL) return "None";
    return name;
}

功能：获取当前用户的用户名。
实现：从环境变量USER中获取当前用户的用户名。如果USER不存在，则返回字符串"None"。

GetHostName()

const char* GetHostName()
{
    const char* name = getenv("HOSTNAME");
    if(name==NULL) return "None";
    return name;
}

功能：获取当前主机的名称。
实现：从环境变量HOSTNAME中获取当前主机的名称。如果HOSTNAME不存在，则返回字符串"None"。

MakeCommandLineAndPrint()

void MakeCommandLineAndPrint()
{
    const char* name = GetUsrName();
    const char* hostname = GetHostName();
    const char* cwd = GetCwd();

    SkipPath(cwd);
const char* ManageSign = "->";
        const char* CommonSign = ">";

    printf("[%s@%s %s]%s ",name,hostname,cwd[1]=='\0'?"/":cwd+1,
    !strcmp("root",name)?ManageSign:CommonSign);
    fflush(stdout);
}

功能：构建并打印命令行提示符。
实现：结合用户名、主机名和当前工作目录，构建一个命令行提示符，并打印到标准输出。如果用户名是root，则使用特殊的提示符->，否则使用>。

GetUserCommand()

int GetUserCommand()
{
    char* s = fgets(command,sizeof(command),stdin);
    if(s == NULL) return -1;
    int n = strlen(command);
    command[n - 1]='\0';
    return n - 1;
}

功能：从标准输入读取用户输入的命令。
实现：使用fgets从标准输入读取一行文本到command数组中，并去除换行符。如果读取失败，则返回-1。

SplitCommand()

void SplitCommand()
{
    int index = 0;
    gArgv[index++] = strtok(command,SEP);
    while(gArgv[index++] = strtok(NULL,SEP));
}

功能：将用户输入的命令字符串分割成参数数组。
实现：使用strtok函数以空格为分隔符，将command字符串分割成多个参数，并存储在gArgv数组中。

Die()

void Die()
{
    exit(1);
}

功能：终止程序。
实现：调用exit(1)来终止程序，并返回错误码1。

ExecuteCommand()

void ExecuteCommand()
{
    pid_t id = fork();
    if(id < 0) Die();
if(id == 0)
    {
        if(filename != NULL)
        {
            if(redir_type == In_Redir)
            {
                int fd = open(filename,O_RDONLY);
                dup2(fd,0);
            }
            else if(redir_type == Out_Redir)
            {
                int fd = open(filename,O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC,0666);
                dup2(fd,1);
            }
            else if(redir_type == App_Redir)
            {
                int fd = open(filename,O_WRONLY|O_CREAT|O_APPEND,0666);
                dup2(fd,1);
            }
            else {}
        }
        execvp(gArgv[0],gArgv);
        exit(errno);
    }
    else
    {
        int status = 0;
        pid_t rid = waitpid(id, &status, 0);
        if(rid > 0)
        {
            lastcode = WEXITSTATUS(status);
            if(lastcode != 0)
            {
                printf("%s:%s:%d\n",gArgv[0],strerror(lastcode),lastcode);
            }
        }
}
}

功能：执行用户输入的命令。
实现：首先使用fork创建一个子进程。在子进程中，根据filename和redir_type处理重定向，然后使用execvp执行命令。如果命令执行失败，则execvp会返回-1，并设置errno，此时子进程通过exit(errno)退出。在父进程中，使用waitpid等待子进程结束，并获取子进程的退出状态。

GetHome()

const char* GetHome()
{
    const char* home = getenv("HOME");
    if(home== NULL) return "/";
    return home;
}

功能：获取用户的主目录路径。
实现：从环境变量HOME中获取用户的主目录路径。如果HOME不存在，则返回根目录"/"。

Cd()

void Cd()
{
    const char* path = gArgv[1];
    if(path == NULL) path = GetHome();
    chdir(path);

    char temp[SIZE*2];
    getcwd(temp, sizeof(temp));
    size_t temp_len = strlen(temp);
if (temp_len > (sizeof(cwd) - 5)) { // 5 for "PWD=" and the null terminator
    temp_len = sizeof(cwd) - 5;
    temp[temp_len] = '\0'; // 确保 temp 是以 null 终止的
}
    snprintf(cwd,sizeof(cwd),"PWD=%s",temp);
    putenv(cwd);

}

功能：改变当前工作目录。
实现：如果gArgv[1]（即命令的第二个参数）存在，则尝试将其作为新路径改变当前工作目录。如果gArgv[1]为空，则尝试将HOME环境变量的值作为新路径。成功改变目录后，更新cwd环境变量以反映新的工作目录。

CheckBuildin()

bool CheckBuildin()
{
    int yes = 0;
    if(strcmp("cd",gArgv[0]) == 0)
    {
        yes = 1;
        Cd();
    }
    else if(!strcmp("echo",gArgv[0])&&!strcmp(gArgv[1],"$?"))
    {
        yes=1;
        printf("%d",lastcode);
        lastcode=0;
    }
    return yes;
}

功能：检查命令是否为内建命令，并执行之。
实现：如果命令是cd或echo $?，则执行相应的内建命令。cd命令通过调用Cd函数实现，echo $?命令则打印上一个命令的退出状态。

CheckRedir()

void CheckRedir()
{
    int pos = 0;
    int n = strlen(command);
    while(pos < n)
    {
        if(command[pos]=='>')
        {
            if(command[pos+1]=='>')
            {
                redir_type = App_Redir;
                command[pos++]='\0';
                pos++;
                SkipSpace(command,pos);
                filename = command + pos;
            }
            else
            {
                command[pos++]='\0';
                redir_type = Out_Redir;
                SkipSpace(command,pos);
filename = command + pos;
            }
        }
        else if(command[pos]=='<')
        {
            command[pos++]='\0';
            redir_type = In_Redir;
            SkipSpace(command,pos);
            filename = command + pos;
        }
        else pos++;
    }
}

功能：检查并处理命令中的重定向。
实现：遍历命令字符串，查找重定向符号（>或<），并根据符号的类型（输入重定向、输出重定向、追加重定向）设置redir_type和filename变量。

myshell.c完整代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/wait.h>
#include <errno.h>
#include <stdbool.h>
#include <ctype.h>

#define NUM 1000
#define SIZE 64
#define SkipPath(p) do{ p+=strlen(p)-1; while(*p!='/') p--;  }while(0)
#define SkipSpace(cmd, pos) do {\
    while(1)\
    {\
        if(isspace(cmd[pos]))\
            pos++;\
        else break;\
    }\
}while(0)

#define None_Redir 0
#define In_Redir   1
#define Out_Redir  2
#define App_Redir  3

char cwd[SIZE*2];
char* gArgv[NUM];
char command[NUM];
char* filename = NULL;
const char* SEP =" ";
int redir_type = 0;
int lastcode = 0;

const char* GetCwd()
{
    const char* cwd = getenv("PWD");
    if(cwd==NULL) return "None";
    return cwd;
}

const char* GetUsrName()
{
    const char* name = getenv("USER");
    if(name==NULL) return "None";
    return name;
}

const char* GetHostName()
{
    const char* name = getenv("HOSTNAME");
    if(name==NULL) return "None";
    return name;
}

void MakeCommandLineAndPrint()
{
    const char* name = GetUsrName();
    const char* hostname = GetHostName();
    const char* cwd = GetCwd();

    SkipPath(cwd);
const char* ManageSign = "->";
        const char* CommonSign = ">";

    printf("[%s@%s %s]%s ",name,hostname,cwd[1]=='\0'?"/":cwd+1,
    !strcmp("root",name)?ManageSign:CommonSign);
    fflush(stdout);
}

int GetUserCommand()
{
    char* s = fgets(command,sizeof(command),stdin);
    if(s == NULL) return -1;
    int n = strlen(command);
    command[n - 1]='\0';
    return n - 1;
}

void SplitCommand()
{
    int index = 0;
    gArgv[index++] = strtok(command,SEP);
    while(gArgv[index++] = strtok(NULL,SEP));
}

void Die()
{
    exit(1);
}

void ExecuteCommand()
{
    pid_t id = fork();
    if(id < 0) Die();
if(id == 0)
    {
        if(filename != NULL)
        {
            if(redir_type == In_Redir)
            {
                int fd = open(filename,O_RDONLY);
                dup2(fd,0);
            }
            else if(redir_type == Out_Redir)
            {
                int fd = open(filename,O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC,0666);
                dup2(fd,1);
            }
            else if(redir_type == App_Redir)
            {
                int fd = open(filename,O_WRONLY|O_CREAT|O_APPEND,0666);
                dup2(fd,1);
            }
            else {}
        }
        execvp(gArgv[0],gArgv);
        exit(errno);
    }
    else
    {
        int status = 0;
        pid_t rid = waitpid(id, &status, 0);
        if(rid > 0)
        {
            lastcode = WEXITSTATUS(status);
            if(lastcode != 0)
            {
                printf("%s:%s:%d\n",gArgv[0],strerror(lastcode),lastcode);
            }
        }
}
}

const char* GetHome()
{
    const char* home = getenv("HOME");
    if(home== NULL) return "/";
    return home;
}

void Cd()
{
    const char* path = gArgv[1];
    if(path == NULL) path = GetHome();
    chdir(path);

    char temp[SIZE*2];
    getcwd(temp, sizeof(temp));
    size_t temp_len = strlen(temp);
if (temp_len > (sizeof(cwd) - 5)) { // 5 for "PWD=" and the null terminator
    temp_len = sizeof(cwd) - 5;
    temp[temp_len] = '\0'; // 确保 temp 是以 null 终止的
}
    snprintf(cwd,sizeof(cwd),"PWD=%s",temp);
    putenv(cwd);

}
bool CheckBuildin()
{
    int yes = 0;
    if(strcmp("cd",gArgv[0]) == 0)
    {
        yes = 1;
        Cd();
    }
    else if(!strcmp("echo",gArgv[0])&&!strcmp(gArgv[1],"$?"))
    {
        yes=1;
        printf("%d",lastcode);
        lastcode=0;
    }
    return yes;
}

void CheckRedir()
{
    int pos = 0;
    int n = strlen(command);
    while(pos < n)
    {
        if(command[pos]=='>')
        {
            if(command[pos+1]=='>')
            {
                redir_type = App_Redir;
                command[pos++]='\0';
                pos++;
                SkipSpace(command,pos);
                filename = command + pos;
            }
            else
            {
                command[pos++]='\0';
                redir_type = Out_Redir;
                SkipSpace(command,pos);
filename = command + pos;
            }
        }
        else if(command[pos]=='<')
        {
            command[pos++]='\0';
            redir_type = In_Redir;
            SkipSpace(command,pos);
            filename = command + pos;
        }
        else pos++;
    }
}
int main()
{
    while(1)
    {
        //命令行
        MakeCommandLineAndPrint();

        //获取用户字符串
        int n = GetUserCommand();
        if(n<=0) continue;

        //检查重定向
        CheckRedir();

        //切割字符
        SplitCommand();

        //内建命令
        n = CheckBuildin();
        if(n) continue;

        //执行命令
        ExecuteCommand();
        filename = NULL;
    }
    return 0;
}

makefile

mytest:myshell.c
        gcc -o $@ $^
.PHONY:clean
clean:
        rm -f mytest

测试

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
make后出现了目标程序mytest*

运行一下
在这里插入图片描述
mytest运行后自主shell出现了，测试一下功能
在这里插入图片描述
ctrl c推出自主shell
在这里插入图片描述

函数和进程之间的相似性

exec/exit就像call/return
一个C程序有很多函数组成。一个函数可以调用另外一个函数，同时传递给它一些参数。被调用的函数执行一定的
操作，然后返回一个值。每个函数都有他的局部变量，不同的函数通过call/return系统进行通信。
这种通过参数和返回值在拥有私有数据的函数间通信的模式是结构化程序设计的基础。Linux鼓励将这种应用于程
序之内的模式扩展到程序之间。如下图：

在这里插入图片描述
一个C程序可以fork/exec另一个程序，并传给它一些参数。这个被调用的程序执行一定的操作，然后通过exit(n)来返回值。调用它的进程可以通过wait（&ret）来获取exit的返回值。

标签：shell,const,--,pos,char,int,command,Linux,cwd
From： https://blog.csdn.net/2301_79274600/article/details/141780319

相关文章

  • Spel注入漏洞分析
    文章目录SPEL注入SPEL漏洞案例CVE-2022-2297EXPSPEL注入SPEL是Spring框架中的一种表达式语言，用于在Spring配置中动态计算值。它提供了一种简洁的语法，用于访问和操作对象的属性、调用方法、进行数学计算、逻辑运算等。允许开发者在Spring应用程序中以动态和灵活的......
  • 软件项目管理资料归总（开发#实施#运维#安全#交付）
     前言：在软件项目管理中，每个阶段都有其特定的目标和活动，确保项目的顺利进行和最终的成功交付。以下是软件项目管理各个阶段的详细资料：软件项目管理部分文档清单： 工作安排任务书，可行性分析报告，立项申请审批表，产品需求规格说明书，需求调研计划，用户需求调查单，用户需求说明书，概......
  • 号外！软考刷题小工具助力软考和 PMP 等级考试
    一.背景四年前，我通过培训机构学习了PMP，系统的学习了项目管理知识体系，说实话，学完感觉确实是有用的，尤其在项目管理方面，一些管理思维确实能够帮助到自己。如果说PMP是国外的项目管理知识体系认证，那么国内也有相关的项目管理认证，叫做【信息系统项目管理师】，简称软考高项。由......
  • 铺先生：转出店铺需要做好什么事？这三件事很重要
    转出店铺需要做好什么事？转让店铺不是一件简单的事情，它需要我们做很多事情，且多数情况下即便是你做好了这些事情，也未必能够实现转店，但若是你做不到那么将失去转店机会，下面我就来跟大家说说需要做好什么吧。1. 做好宣传如同经营店铺那般，转让店铺也是需要依靠大量的客户资源来实现的，而......
  • 工业图像输出卡设计原理图：FMC214-基于FMC兼容1.8V IO的Full Camera Link 输出子卡
    FMC214-基于FMC兼容1.8VIO的FullCameraLink输出子卡  一、板卡概述 基于FMC兼容1.8V IO的Full Camera Link 输出子卡支持Base、Middle、Full Camera link信号输出，兼容1.8V、2.5V、3.3V IO FPGA信号输出。适配xilinx不同型号开发板和公司内部各......
  • HarmonyOS鸿蒙开发 应用程序项目工程结构
    文章目录前言一、基础知识1、应用程序包2、UI框架3、Stage应用模型二、Stage模型的应用程序包结构总结前言鸿蒙的应用程序工程结构分为FA和Stage两种模型结构，这两种模型的应用包结构并不相同。FA模型：API7开始支持的模型，目前已不是官方主推模型，所以不再做详细介绍......
  • Java+Vue开发的智慧园区综合管理系统（项目源码分享）
    前言：智慧园区管理系统是一个集成了多种功能的综合性系统，旨在通过信息化、智能化手段提升园区的管理效率和服务质量。以下是针对系统的各个功能模块的简要描述：一、楼栋管理会务管理：管理园区内的会议预约、会议室使用等。园区信息：展示园区的基本信息，如位置、面积、规划等。楼......
  • OpenHarmony 实战开发——内核IPC机制数据结构解析
    一、前言OpenAtomOpenHarmony（以下简称“OpenHarmony”）是由开放原子开源基金会（OpenAtomFoundation）孵化及运营的开源项目，目标是面向全场景、全连接、全智能时代，基于开源的方式，搭建一个智能终端设备操作系统的框架和平台，促进万物互联产业的繁荣发展。作为面向全场景、全连接、全智能......
  • OpenHarmony中的HDF单链表及其迭代器
    概念为了性能考虑，嵌入式系统一般使用C语言进行开发，由于C语言标准库没有封装链表，所以嵌入式系统一般自己设计和实现链表这种数据结构。单链表是链表中的一种，本文描述OpenAtomOpenHarmony（以下简称“OpenHarmony”）中HDF软件模块自己定义的单链表，并学习其设计和实现方法。其中包含一些......
  • 笔记：《利用Python进行数据分析》之透视表和交叉表
    透视表和交叉表透视表（pivottable）是各种电子表格程序和其他数据分析软件中一种常见的数据汇总工具。它根据一个或多个键对数据进行聚合，并根据行和列上的分组键将数据分配到各个矩形区域中。在Python和pandas中，可以通过本章所介绍的groupby功能以及（能够利用层次化索引的）重塑运......

赞助商

阅读排行

网站主页关于我们联系我们网站地图

本网站内容转载自其他媒体，侵权联系[admin##ips99.com]。

Copyright © 2020-2023 IPS99 版权所有 IPS99