【转】编程实践：实现自己的myshell
这个简单的Shell，其功能有：解释执行命令，支持输入输出重定向，支持管道，后台运行程序。
1、运行本程序后，它支持以下命令格式
单个命令，如：ls。
带l到多个参数的命令，如ls -l /tmp。
带一个输出重定向的命令，如ls -l / > a。
带一个输入重定向的命令，如wc -c < a。
带一个管道的命令，如ls -l / | wc -c
后台运行符＆可回在以上各个命令的最后面。
如：ls &
ls -l /tmp &
ls -l / >a &
wc -c < a &
ls -l / | wc -c &
输入exit或logout退出程序。
2、错误处理
输入错误的命令格式报错。
输入不存在的命令报错。
3、关键函数的功能及说明
（1）void printf_prompt()
函数说明：该函数只是简单地打印myshell的提示符，即"myshell&&"。
（2）void get_input(char *buf)
函数说明：获得一条用户输入的待执行的命令，参数buf用于存放输入的命令。如果输入的命令过长（大于256个字符），则终止程序。输入的命令以换行符“\n”作为结束标志。
（3）void explain_input(char *buf,int *argcount,char arglist[100][256])
函数说明：解析buf中存放的命令，把每个选项存放在arglist中。如输入命令“ls -l /tmp”，则arglist[0],arglist[1],arglist[2]指向的字符串分别为“ls”，“-l”，“/tmp”。
（4）do_cmd(int argcount,char arglist[100][256])
函数说明：执行arglist中存放的命令，argcount为待执行命令的参数个数。
（5）int find_command(char *command)
函数说明：功能是分别在当前目录下，/bin,/usr/bin目录下查找命令的可执行程序。
5、程序实现源代码如下：
例7－12
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/stat.h>
#include <dirent.h>
#define normal 0 /*一般的命令*/
#define out_redirect 1 /*输出重定向*/
#define in_redirect 2 /*输入重定向*/
#define have_pipe 3 /*命令中有管道*/
void print_prompt(); /*打印提示符*/
void get_input(char *); /*得到输入的命令*/
void explain_input(char *,int *,char a[100][256]); /*对输入命令进行解析*/
void do_cmd(int ,char a[100][256]); /*执行命令*/
int find_command(char *); /*查找命令中的可执行程序*/
int main(int argc,char **argv)
{
int i;
int argcount = 0;
char arglist[100][256];
char **arg = NULL;
char *buf = NULL;
buf = (char *)malloc(256);
if (buf == NULL){
perror("malloc failed");
exit(-1);
}
while(1){
/*将buf所指向的空间清零*/
memset(buf,0,256);
print_prompt();
get_input(buf);
/*若输入的命令为exit或logout则退出本程序*/
if (strcmp(buf,"exit\n") == 0 || strcmp(buf,"logout\n") == 0)
break;
for (i=0;i<100;i++){
arglist[i][0] = '\0';
}
argcount = 0;
explain_input(buf,&argcount,arglist);
do_cmd(argcount,arglist);
}
if (buf != NULL){
free(buf);
buf = NULL;
}
exit(0);
}
void print_prompt()
{
printf("myshell$$");
}
/*获取用户输入*/
void get_input(char *buf)
{
int len = 0;
int ch;
ch = getchar();
while (len <256 && ch != '\n'){
buf[len++] = ch;
ch = getchar();
}
if (len ==256){
printf("commond is too long \n");
exit(-1); /*输入的命令过长则退出程序*/
}
buf[len] = '\n';
len++;
buf[len] = '\0';
}
/*解析buf中的命令，将结果存入arglist中，命令以回车符号\n结束*/
/*如输入命令为“ls -l /tmp”，则arglist［0］，arglist［1］，arglist［2］分别为ls,-l和/tmp*/
void explain_input(char *buf,int *argcount,char arglist[100][256])
{
char *p = buf;
char *q = buf;
int number = 0;
while(1){
if (p[0] == '\n')
break;
if (p[0] == ' ')
p++;
else {
q = p;
number = 0;
while ((q[0] != ' ') && (q[0] != '\n')){
number++;
q++;
}
strncpy(arglist[*argcount],p,number+1);
arglist[*argcount][number] = '\0';
*argcount = *argcount + 1;
p = q;
}
}
}
void do_cmd (int argcount,char arglist[100][256])
{
int flag = 0;
int how = 0; /*用于指示命令中是否含有>,<,|*/
int background = 0; /*标识命令中是否有后台运行标识符*/
int status;
int i;
int fd;
char *arg[argcount+1];
char *argnext[argcount+1];
char *file;
pid_t pid;
/*将命令取出*/
for (i=0;i<argcount;i++){
arg[i] = (char *)arglist[i];
}
arg[argcount] = NULL;
/*查看命令行是否有后台运行符*/
for (i=0;i<argcount;i++){
if (strncmp(arg[i],"&",1) == 0){
if (i == argcount - 1){
background = 1;
arg[argcount-1] = NULL;
break;
}
else {
printf("wrong command\n");
return;
}
}
}
for (i=0;arg[i] != NULL;i++){
if (strcmp(arg[i],">") == 0){
flag++;
how = out_redirect;
if (arg[i+1] == NULL)
flag++;
}
if (strcmp(arg[i],"<") == 0){
flag++;
how = in_redirect;
if (i == 0)
flag++;
}
if (strcmp(arg[i],"|") == 0){
flag++;
how = have_pipe;
if (arg[i+1] == NULL)
flag++;
if (i == 0)
flag++;
}
}
/*flag大于1，说明命令中含有多个>,<,|符号，本程序是不支持这样的命令的，
或者命令格式不对，如“ls -l /tmp >”*/
if (flag > 1){
printf("wrong command\n");
return;
}
if (how == out_redirect){/*命令只含有一个输出重定向符号>*/
for (i=0;arg[i] != NULL;i++){
if (strcmp(arg[i],">") == 0){
file = arg[i+1];
arg[i] = NULL;
}
}
}
if (how == in_redirect){/*命令只含有一个输入重定向符号<*/
for (i=0;arg[i] != NULL;i++){
if (strcmp(arg[i],"<") == 0){
file = arg[i+1];
arg[i] = NULL;
}
}
}
if (how == have_pipe){/*命令只含有一个管道符号|*/
/*把管道符号后面的部分存入argnext中，管道后面的部分是一个可执行的Shell命令*/
for (i=0;arg[i] != NULL;i++){
if (strcmp(arg[i],"|") == 0){
arg[i] = NULL;
int j;
for (j=i+1;arg[j] != NULL;j++){
argnext[j-i-1] =arg[j];
}
argnext[j-i-1] = arg[j];
break;
}
}
}
if ((pid = fork()) < 0) {
printf("fork error\n");
return;
}
switch(how) {
case 0:
/*pid为0说明是子进程，在子进程中执行输入的命令*/
/*输入的命令中不含>,<和|*/
if (pid == 0){
if (!(find_command(arg[0]))){
printf("%s:command not found\n",arg[0]);
exit(0);
}
execvp(arg[0],arg);
exit(0);
}
break;
case 1:
if (pid == 0){
if (!(find_command(arg[0]))){
printf("%s:command not found\n",arg[0]);
exit(0);
}
fd = open(file,O_RDWR|O_CREAT|O_TRUNC,0644);
dup2(fd,1);
execvp(arg[0],arg);
exit(0);
}
break;
case 2:
/*输入的命令中含有重定向符<*/
if (pid == 0){
if (!(find_command(arg[0]))){
printf("%s:command not found\n",arg[0]);
exit(0);
}
fd = open(file,O_RDONLY);
dup2(fd,0);
execvp(arg[0],arg);
exit(0);
}
break;
case 3:
/*输入的命令中含有管道*/
if (pid == 0){
int pid2;
int status2;
int fd2;
if ((pid2 = fork()) < 0){
printf("fork2 error\n");
return;
}
else if (pid2 == 0){
if (!(find_command(arg[0]))){
printf("%s:command not found\n",arg[0]);
exit(0);
}
fd2 = open("/tmp/youdonotknowfile",O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC,0644);
dup2(fd2,1);
execvp(arg[0],arg);
exit(0);
}
if (waitpid(pid2,&status2,0) == -1)
printf("wait for child process error\n");
if (!(find_command(argnext[0]))){
printf("%s:command not found\n",argnext[0]);
exit(0);
}
fd2 = open("/tmp/youdonotknowfile",O_RDONLY);
dup2(fd2,0);
execvp(argnext[0],argnext);
if (remove("/tmp/youdonotknowfile"))
printf("remove error\n");
exit(0);
}
break;
default:
break;
}
/*若命令中有&,表示后台执行，父进程直接返回，不等待子进程结束*/
if (background == 1){
printf("[process id %d]\n",pid);
return;
}
/*父进程等待子进程结束*/
if (waitpid(pid,&status,0) == -1)
printf("wait for child process error\n");
}
int find_command(char *command)
{
DIR *dp;
struct dirent *dirp;
char *path[] = {"./","/bin","/usr/bin",NULL};
/*使当前目录下的程序可以运行，如命令"./fork"可以被正确解释和执行*/
if (strncmp(command,"./",2) == 0)
command = command + 2;
/*分别在当前目录、/bin和/usr/bin目录查找要执行的程序*/
int i = 0;
while (path[i] != NULL){
if ((dp = opendir(path[i])) == NULL)
printf("can not open /bin \n");
while((dirp = readdir(dp))!= NULL){
if (strcmp(dirp->d_name,command) == 0){
closedir(dp);
return 1;
}
}
closedir(dp);
i++;
}
return 0;
}
程序的运行结果如下：
myshell$$ls -l
总用量 279884
-rw-r--r-- 1 monalisa monalisa 1389 2009-06-08 22:35 1.txt
-rwxr-xr-x 1 monalisa monalisa 9187 2009-05-03 22:37 2-10
-rw-r--r-- 1 monalisa monalisa 186 2009-05-03 17:49 2-10.c
-rw-r--r-- 1 monalisa monalisa 181 2009-05-03 17:43 2-10.c~
