手动实现一个简易linux中shell

Posted 2021-12-13 KD大毛

手动实现简易shell

• shell是什么
• shell实现过程
• • • shell互动实例
    • shell实现思想
    • 代码实现
• 总结

---

shell是什么

在计算机科学中，Shell俗称壳（用来区别于核），是指“为使用者提供操作界面”的软件（command interpreter，命令解析器）。它类似于DOS下的COMMAND.COM和后来的cmd.exe。它接收用户命令，然后调用相应的应用程序。

shell实现过程

shell互动实例

[root@localhost epoll]# ls
client.cpp readme.md server.cpp utility.h
[root@localhost epoll]# ps
 PID TTY         TIME CMD
 3451 pts/0   00:00:00 bash
 3514 pts/0   00:00:00 ps

shell实现思想

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。

代码实现

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）

根据这些思路，和我们前面的学的技术，就可以自己来实现一个shell了。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
#define MAX_CMD 1024
char command[MAX_CMD];
int do_face()
{
   memset(command, 0x00, MAX_CMD);
   printf("minishell$ ");
   fflush(stdout);
   if (scanf("%[^\\n]%*c", command) == 0) {
       getchar();
       return -1; 
   }   
   return 0;
}
char **do_parse(char *buff)
{
   int argc = 0;
   static char *argv[32];
   char *ptr = buff;
   while(*ptr != '\\0') {
       if (!isspace(*ptr)) {
           argv[argc++] = ptr;
           while((!isspace(*ptr)) && (*ptr) != '\\0') {
               ptr++;
           }
           continue;
       }
       *ptr = '\\0';
       ptr++;
   }
   argv[argc] = NULL;
   return argv;
}
int do_exec(char *buff)
{
   char **argv = {NULL};
   int pid = fork();
   if (pid == 0) {
       argv = do_parse(buff);
       if (argv[0] == NULL) {
           exit(-1);
       }
       execvp(argv[0], argv);
   }else {
       waitpid(pid, NULL, 0);
   }
   return 0;
}
int main(int argc, char *argv[])
{
   while(1) {
       if (do_face() < 0)
           continue;
       do_exec(command);
   }
   return 0;
}

---

总结

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

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。