【linux】自主shell编写

用户11029103

发布于 2025-02-25 13:48:18

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文章被收录于专栏：技术学习技术学习

01.输出命令行

完成对一个shell 的编写，首先我们需要输出一个自己的命令行

我们可以通过getenv来获取环境变量

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

用getnev来获取USER

拿到用户名后，第二个获取主机名

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

接着我们获取路路径，这里先写一个不规范的路径版本：

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

后面我们再对路径进行截取

现在完成对命令行输出的编写，我们目标是将变量名放到一个输出型参数commandline中，这里需要一个函数snprintf：

void MakeCommandLine(char line[],size_t size)
{
    const char* username= GetUserName();
    const char* hostname= GetHostName();
    const char* cwd= GetCwd();
    snprintf(line,size,"[%s@%s %s]> ",username,hostname,cwd);
    printf("%s",line);
    fflush(stdout);
}

这就完成了命令行输出部分的函数，这里打印是向缓冲区打印，我们需要刷新缓冲区

02.获取用户命令字符串

用户输入的各种指令，本质就是一个字符串，我们要做的就是对字符串进行截取并且按照要求完成内容输出

我们这里不能直接用scanf来获取，因为这里scanf的分隔符为空格，我们这里想按照行来拿字符串，用fgets

我们这里将输入的回车\n改为\0;

我们向usercommand这个缓冲区输入来获取命令

03.命令行字符串分割

这里定义全局的存储各个命令的字符串数组，用strtok进行分割，注意！：这里strtok的第二个参数是const char *类型的，一定是一个字符串

所以我们这里定义的分隔符必须是字符串

这里写成=，表示先赋值，再判断，分割之后，strtok会返回NULL，刚好让gArgv最后一个元素是NULL，并且while判断结束

检验结果：

04.执行命令

执行命令，我们创建子进程进行程序替换

我们将上面的代码放入一个新函数中，并让上面的过程持续进行：

05.细节修改

我们发现现在，执行cd命令是没有反应的

自定义 shell 无法运行 cd 指令的原因主要是因为 cd 是一个 内建命令，它不会创建新进程，而是直接改变当前进程的工作目录。因此，简单地使用 fork() 和 execvp() 来执行 cd 是不行的，因为 cd 会在子进程内生效，但子进程在执行完命令后会终止，所以父进程的工作目录不会改变。

在当前的代码中，所有的命令都会通过 fork() 创建子进程，并在子进程内使用 execvp() 执行。这种方法适用于外部命令，但对 cd 这样的内建命令并不适用

要让 cd 命令能够正确工作，需要在父进程中执行 cd 操作，而不是在子进程中。可以通过检查用户输入的命令是否为 cd，如果是 cd，则在父进程中直接使用 chdir() 系统调用来改变当前工作目录。

检查是否为内建命令

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

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

}
int CheckBuildin()
{
    int yes=0;
    const char * enter_cmd= gArgv[0];
    if(strcmp("cd",enter_cmd)==0)
    {
        yes=1;
        Cd();
    }

    return yes;
}
int main()
{
    int quit=0;
  while(!quit)
  {
    //1.输出命令行
    MakeCommandLine();

    //2.获取输入命令

    char usercommand[SIZE];
    int n=  GetUserCommand(usercommand,sizeof(usercommand));
    if(n<=0) return 1;
    //3.命令行字符串分割
    SplitCommand(usercommand,sizeof(usercommand));  
    //4.检查是否为内建命令；
    n=CheckBuildin();
    if(n)continue;
    //执行命令
    ExecuteCommand();
  }
  return 0;

}

现在cd命令可以使用，但是环境变量还是有问题，还需要修改

char cwd[SIZE*2];void Cd()
{
    const char *path=gArgv[1];
    if(path==NULL)path =GetHome();
    chdir(path);
    snprintf(cwd,sizeof(cwd),"PWD=%s",path);

    putenv(cwd);
}
int CheckBuildin()
{
    int yes=0;
    const char * enter_cmd= gArgv[0];
    if(strcmp("cd",enter_cmd)==0)
    {
        yes=1;
        Cd();
    }
    return yes;
}

void Cd()
{
    const char *path=gArgv[1];
    if(path==NULL)path =GetHome();
    chdir(path);
    //刷新环境变量
    char temp[SIZE*2];
    getcwd(temp,sizeof(temp));
    snprintf(cwd,sizeof(cwd),"PWD=%s",temp);                                                                                    
    putenv(cwd);                     
}

还需要更改的是，系统的shell只会显示当前路径，而我们自定义的shell会显示绝对路径

#define SkipPath(p) do{ p+= strlen(p)-1;   while(*p!='/')p--;\
}while(0)

void MakeCommandLine()
{
    char line[SIZE];
    const char* username= GetUserName();
    const char* hostname= GetHostName();
    const char* cwd= GetCwd();

    SkipPath(cwd);
    snprintf(line,sizeof(line),"[%s@%s %s]> ",username,hostname,strlen(cwd)==1?"/":cwd+1);
    printf("%s",line);
    fflush(stdout);
}

最后加上退出码

int lastnode=0;
void ExecuteCommand()
{

  pid_t id=fork();
  if(id < 0)exit(1);
  else if(id == 0)
  {
      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);
      }
  }
}

int CheckBuildin()                                                               
{                                                                                
    int yes=0;                                                                   
    const char * enter_cmd= gArgv[0];                                            
    if(strcmp("cd",enter_cmd)==0)                                                
    {                                                                            
        yes=1;                                                                   
        Cd();                                                                    
    }                                                                            
    else if(strcmp(enter_cmd,"echo")==0&&strcmp(gArgv[1],"$?")==0)               
    {                                                                            
        printf("%d\n",lastcode);                                   
        lastcode=0;                                                                                                             
    }                                                      
                                                           
    return yes;                                            
}

完整代码：

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

#define SIZE 512
#define ZERO '\0'
#define SEP " "
#define NUM 32
#define SkipPath(p) do{ p+= strlen(p)-1;   while(*p!='/')p--;\
}while(0)

char cwd[SIZE*2];
char *gArgv[NUM];

int lastcode=0;

const char * GetUserName()
{
     const char *name = getenv("USER");
     if(name == NULL) return "None";
     return name;
}
const char * GetHostName()
{
    const char *hostname = getenv("HOSTNAME");
    if(hostname==NULL) return "None";
    return hostname;
}
const char * GetCwd()
{
    const char *cwd = getenv("PWD");
    if(cwd == NULL ) return "None";
    return cwd;
}
const char * GetHome()
{
    const char *home=getenv("HOME");
    if(home== NULL) return "/root";
    return home;
}
void MakeCommandLine()
{
    char line[SIZE];
    const char* username= GetUserName();
    const char* hostname= GetHostName();
    const char* cwd= GetCwd();

    SkipPath(cwd);
    snprintf(line,sizeof(line),"[%s@%s %s]> ",username,hostname,strlen(cwd)==1?"/":cwd+1);
    printf("%s",line);
    fflush(stdout);
}
int GetUserCommand(char command[],size_t n)
{
  char *s =fgets(command,n,stdin);
  if(s==NULL) return 1; 
  command[strlen(command)-1]=ZERO;
  return strlen(command);
}

void SplitCommand(char command[],size_t size)
{
   gArgv[0]=strtok(command,SEP);
   int index=1;
   while((gArgv[index++]=strtok(NULL,SEP)));
   (void)size;
}
void ExecuteCommand()
{

  pid_t id=fork();
  if(id < 0)exit(1);
  else if(id == 0)
  {
      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);
      }
  }
}
void Cd()
{
    const char *path=gArgv[1];
    if(path==NULL)path =GetHome();
    chdir(path);
    //刷新环境变量
    char temp[SIZE*2];
    getcwd(temp,sizeof(temp));
    snprintf(cwd,sizeof(cwd),"PWD=%s",temp);
    putenv(cwd);
}
int CheckBuildin()
{
    int yes=0;
    const char * enter_cmd= gArgv[0];
    if(strcmp("cd",enter_cmd)==0)
    {
        yes=1;
        Cd();
    }
    else if(strcmp(enter_cmd,"echo")==0&&strcmp(gArgv[1],"$?")==0)
    {
        yes=1;
        printf("%d\n",lastcode);
        lastcode=0;
    }

    return yes;
}
int main()
{
    int quit=0;
  while(!quit)
  {
    //1.输出命令行
    MakeCommandLine();

    //2.获取输入命令

    char usercommand[SIZE];
    int n=  GetUserCommand(usercommand,sizeof(usercommand));
    if(n<=0) return 1;
    //3.命令行字符串分割
    SplitCommand(usercommand,sizeof(usercommand));  
    //4.检查是否为内建命令；
    n=CheckBuildin();
    if(n)continue;
    //执行命令
    ExecuteCommand();
  }
  return 0;

}

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原始发表：2025-02-24，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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