小型命令解析器｜minShell｜多进程｜重定向｜进程控制【超详细的代码注释和解释】
前言
那么这里博主先安利一下一些干货满满的专栏啦！
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什么是Shell
用百度百科的话讲：
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（摘自百度百科）。
用通俗的话讲：
shell就是我们写命令的地方，其实它的本质也是一个进程，名为bash。
那么我们可以来模拟实现一下这个东西。
模拟实现代码
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <assert.h>
// shell运行原理: 通过让子进程执行命令，父进程等待和解析命令
// 为什么要子进程呢 -- 这样就算命令执行在子进程里面出错 -- 也不会影响父进程
// 因此我们不怕命令在命令行中出错
//
#define NUM 1024 // 定义一个大小为1024的缓冲区
char cmd_line[NUM]; //保存完整的命令行字符串
#define SIZE 32
char *g_argv[SIZE]; //保存拆分之后的命令行字符串
#define SEP " " //定义命令分隔符
#define INPUT_REDIR 1 //定义输入重定向
#define OUTPUT_REDIR 2 //定义输出重定向
#define APPEND_REDIR 3 //定义追加重定向
#define NONE_REDIR 0 //定义没有重定向
int redir_status = NONE_REDIR; //重定向类型
char* CheckRedir(char* start)
{
assert(start);
redir_status = NONE_REDIR;
char* end = start + strlen(start)-1;//abcd\0
//此时end是最后一个有效字符 -- 是\0的前一个
while(end>=start)
{
if(*end == '>')
{
//ls -a -l>myfile.txt
//ls -a -l>>myfile.txt
//所以我们在前面要定义一下
if(*(end-1) == '>')
{
//连续两个> ---- 追加重定向
redir_status = APPEND_REDIR;
*(end - 1) = '\0';
end++;
break;
}
//此时就是输出重定向
*end = '\0';
end++;
redir_status = OUTPUT_REDIR;
break;
}
else if(*end == '<')
{
//cat<myfile.txt 输入
redir_status = INPUT_REDIR;
*end = '\0';
end++;
break;
}
else
{
end--;
}
}
if(end >= start)
{
//提前break的
return end;//要打开的文件的地址
}
else
{
return NULL;
}
}
int main()
{
//获取全局的环境变量
extern char** environ;
//0. 命令行解释器，一定是一个常驻内存的进程 -- 不退出
while(1)
{
//1. 打印出提示信息 [yufc@localhost myshell]#
// 其实这一串是可以用系统接口来获取的 -- 不过我们不关心这些
printf("[yufc@localhost myshell]# ");
fflush(stdout);//手动刷新
//2. 获取用户的键盘输入[输入指的是各种指令和选项]
// 要输入 -- 我们就要提供一个输入的缓冲区
memset(cmd_line,'\0',sizeof cmd_line); //sizeof不是函数 -- 是运算符, 所以可以不用()
if(fgets(cmd_line,sizeof cmd_line, stdin) == NULL)
{
//表示没有在stdin里面获取命令时出错
continue;
}
//此时要把cmd_line最后面的回车去掉
cmd_line[strlen(cmd_line)-1] = '\0';
//printf("echo: %s\n",cmd_line);
//3. 拆分命令
//"ls -a -l" ---> "ls" "-a" "-l"
//strtok
//第一次调用 -- 要传入原始字符串
//如果还要继续解析原字符串 -- 传入NULL
//把重定向也添加进来
//ls -a -l>log.txt 今天我们先不去处理空格 -- 空格是特殊处理
//ls -a -l>>log.txt
//ls -a -l<log.txt
//分析是否有重定向
//ls -a -l>log.txt ---> ls -a -l\0log.txt
char* sep = CheckRedir(cmd_line);
// printf("%p\n",sep);
g_argv[0] = strtok(cmd_line,SEP);
int idx = 1;
//可以把ls的颜色加一下
if(strcmp(g_argv[0],"ls") == 0)
{
g_argv[idx++] = "--color=auto";
}
while(g_argv[idx++] = strtok(NULL,SEP)); //这种写法 -- 如果返回NULL，子串提取完成
//测试一下看看提取的对不对
//for(idx = 0;g_argv[idx];idx++)
//{
// printf("g_argv[%d]: %s\n",idx,g_argv[idx]);
//}
//4. TODO
if(strcmp(g_argv[0],"cd")==0)
{
//让父进程执行 -- 不要创建子进程
//内置命令（内建命令） -- 本质就是shell中的一个函数调用
//我们用一个系统调用 -- chdir
if(g_argv[1]!=NULL)chdir(g_argv[1]);
continue;
}
//导入环境变量
// if(strcmp(g_argv[0],"export") == 0 && g_argv[1]!=NULL)
// {
// int ret = putenv(g_argv[1]);
// if(ret == 0) printf("%s export success\n",g_argv[1]);
// continue;
// }
//5. fork()
pid_t id = fork();
printf("开始重定向2 %d\n",id);
if(id == 0) //child
{
if(sep != NULL)
{
int fd = -1;
//说明命令曾经有重定向
switch(redir_status)
{
case INPUT_REDIR:
fd = open(sep, O_RDONLY);
dup2(fd, 0);
break;
case OUTPUT_REDIR:
fd = open(sep, O_WRONLY | O_TRUNC | O_CREAT, 0666);
dup2(fd, 1);
break;
case APPEND_REDIR:
//TODO
fd = open(sep, O_WRONLY | O_APPEND | O_CREAT, 0666);
dup2(fd, 1);
break;
default:
printf("bug?\n");
break;
}
}
// printf("下面功能让子进程进行的\n");
// printf("child, MYVAL: %s\n", getenv("MYVAL"));
// printf("child, PATH: %s\n", getenv("PATH"));
//cd cmd , current child path
//execvpe(g_argv[0], g_argv, environ); // ls -a -l -i
//不是说好的程序替换会替换代码和数据吗？？
//环境变量相关的数据，会被替换吗？？没有！
execvp(g_argv[0], g_argv); // ls -a -l -i
exit(1);
}
//父进程 -- 这里我们不用else了 -- 子进程执行完直接退出, 后面的肯定是父进程了
int status = 0;
pid_t ret = waitpid(id,&status,0);
if(ret > 0)
{
printf("exit code: %d\n",WEXITSTATUS(status));
}
}
return 0;
}执行效果
这份代码只是在原理层面简单实现了shell，至于其他个性化的颜色等设置，我们可以继续添加配置。
在代码的实现过程，还添加了一些重定向信息，大家在用的时候可以屏蔽这部分代码。
