【Linux系统】从零开始构建简易 Shell：从输入处理到命令执行的深度剖析

#define MARK ":"
#define LABLE "$"
#define LINE_SIZE 1024

char commandline[LINE_SIZE]; // 用于存储输入的命令行
char pwd[LINE_SIZE]; // 当前工作目录

// 获取用户名
const char* getusername()
{
    return getenv("USER");
}

// 获取主机名
const char* gethostname()
{
    return getenv("HOSTNAME");
}

// 获取当前工作目录并进行格式化
void getpwd()
{
    getcwd(pwd, sizeof(pwd)); // 获取当前工作目录
    const char* home = getenv("HOME"); // 获取用户主目录

    if (home != NULL && strcmp(pwd, home) == 0)
    {
        // 如果当前目录等于用户主目录，则返回 "~"
        strcpy(pwd, "~");
    }
    else if (home != NULL && strncmp(pwd, home, strlen(home)) == 0)
    {
        // 如果当前目录是用户主目录的子目录，则替换主目录部分为 "~"
        static char relative_path[LINE_SIZE];
        snprintf(relative_path, sizeof(relative_path), "~%s", pwd + strlen(home));
        strcpy(pwd, relative_path);
    }
}

int main()
{
    getpwd();
    printf("%s@%s"MARK"%s"LABLE" ", getusername(), gethostname(), pwd);
    scanf("%s", commandline);                                                                               return 0;
}

// 交互式模式，显示提示符并读取用户输入
void interact(char* cline, int size)
{
    getpwd(); // 获取当前工作目录
    printf("%s@%s"MARK"%s"LABLE" ", getusername(), gethostname(), pwd); // 显示提示符
    char* s = fgets(cline, size, stdin); // 读取用户输入
    assert(s); // 确保输入不为空
    printf("echo: %s\n", s); // 测试能否读取成功
    cline[strlen(cline)-1] = '\0'; // 去掉末尾的换行符
}

int main()
{
    while(1) // 循环运行直到用户退出
    {
        // 1. 获取用户输入的命令行
        interact(commandline, sizeof(commandline));
    }
    return 0; 
}

ls -l\n\0

#define DELIM " "	// 分隔符
#define ARGC_SIZE 32

char *argv[ARGC_SIZE]; // 用于存储命令行参数

// 将输入的命令行分割为参数数组
int splitstring(char* cline, char* _argv[])
{
    int i = 0;
    argv[i++] = strtok(cline, DELIM); // 分割第一个参数
    while(_argv[i++] = strtok(NULL, DELIM)); // 分割剩余的参数
    return i - 1; // 返回参数个数
}

int main()
{
    while(1) // 循环运行直到用户退出
    {
        // 1. 获取用户输入的命令行
        interact(commandline, sizeof(commandline));

        // 2. 分割命令行字符串为指令和参数
        int argc = splitstring(commandline, argv);
        // 调试代码
		for(int i = 0; argv[i]; i++)
        {
			printf("[%d]->%s\n", i, argv[i]);
        }
        // 3. 如果没有输入指令（空行），跳过本次循环
        if(argc == 0) continue;
    }

    return 0; 
}

char *strtok(char *str, const char *delim);

#define EXIT_CODE 44

extern char **environ; // 环境变量
int lastcode = 0; // 上次命令的退出状态
int quit = 0; // 是否退出

// 执行外部命令
void normalExcute(char* _argv[])
{
    pid_t id = fork(); // 创建子进程
    if(id < 0)
    {
        perror("fork"); // 创建失败，打印错误信息
        return;
    }
    if(id == 0) // 子进程
    {
        execvpe(_argv[0], _argv, environ);
        exit(EXIT_CODE);
    }
    else // 父进程
    {
        int status = 0;
        waitpid(id, &status, 0); // 等待子进程完成
        if (WIFEXITED(status)) // 检查子进程是否正常退出
        {
            lastcode = WEXITSTATUS(status); // 获取子进程的退出状态
        }
    }
}

int main()
{
    while(!quit) // 循环运行直到用户退出
    {
        // 1. 获取用户输入的命令行
        interact(commandline, sizeof(commandline));

        // 2. 分割命令行字符串为指令和参数
        int argc = splitstring(commandline, argv);

        // 3. 如果没有输入指令（空行），跳过本次循环
        if(argc == 0) continue;

        // 4.执行普通外部指令
        normalExcute(argv);
    }

    return 0; 
}

char myenv[LINE_SIZE]; // 用于存储导出的环境变量

// 构建内置命令
int buildCommand(char* _argv[], int _argc)
{
    // 内置命令：cd
    if(_argc == 2 && strcmp(_argv[0], "cd") == 0)
    {
        getpwd();
        chdir(_argv[1]); // 改变工作目录
        sprintf(getenv("PWD"), "%s", pwd); // 更新环境变量PWD
        return 1; // 返回已处理标志
    }
    // 内置命令：export
    else if(_argc == 2 && strcmp(_argv[0], "export") == 0)
    {
        strcpy(myenv, _argv[1]); // 保存环境变量
        putenv(myenv); // 设置环境变量
        return 1; // 返回已处理标志
    }
    // 内置命令：echo
    else if(_argc == 2 && strcmp(_argv[0], "echo") == 0)
    {
        if(strcmp(_argv[1], "$?") == 0) // 显示上一个命令的退出状态
        {
            printf("%d\n", lastcode);
            lastcode = 0; // 重置退出状态
        }
        else if(*_argv[1] == '$') // 显示环境变量的值
        {
            char* val = getenv(_argv[1] + 1);
            if(val) printf("%s\n", val);
        }
        else printf("%s\n", _argv[1]); // 直接打印参数
        return 1; // 返回已处理标志
    }
    // 自动为 ls 添加 --color 参数
    if(strcmp(_argv[0], "ls") == 0)
    {
        _argv[_argc++] = "--color";
        _argv[_argc] = NULL; // 确保参数数组以 NULL 结束
    }

    return 0; // 返回未处理标志
}

int main()
{
    while(!quit) // 循环运行直到用户退出
    {
        // 1. 获取用户输入的命令行
        interact(commandline, sizeof(commandline));

        // 2. 分割命令行字符串为指令和参数
        int argc = splitstring(commandline, argv);

        // 3. 如果没有输入指令（空行），跳过本次循环
        if(argc == 0) continue;

        // 4. 尝试执行内置命令
        int n = buildCommand(argv, argc);

        // 5. 如果不是内置命令，执行普通外部指令
        if(!n) normalExcute(argv);
    }

    return 0; 
}

if (_argc == 2 && strcmp(_argv[0], "cd") == 0)

else if (_argc == 2 && strcmp(_argv[0], "export") == 0)

else if (_argc == 2 && strcmp(_argv[0], "echo") == 0)

if (strcmp(_argv[0], "ls") == 0)c