简单的外壳（shell）

写在前面的

很多人在csdn上分享了自己的面试经验，其中笔试值得一提。公司笔试的题目有些比较基础但是又是比较核心的概念。就比如，什么是线程，什么是多线程，什么是进程，什么是多进程，线程和进程有什么区别！！

这题目一上眼，脑子中一晃就一个印象：看过很多次了，但是就是说不明白他是什么东西了。

线程是进程中的一个单一控制流；一个进程可能完成很大的任务，多线程即一个进程中有多个线程，每个线程完成不同的工作，这样就提高了程序运行的速度。进程是运行中的程序，它是与线程的区别是进程有独立的代码，数据和存储空间，但是线程可以共享数据空间，而每个线程有独立的执行堆栈和程序计数器。

概念是很清楚的，非得理解并记住不可，不然以后应聘跟头有的栽。

废话不多说了。

外壳简介

外壳是什么，在刚上大学的时候就有听到这个形象的

在linux或者unix，可能很多人都接触过ubuntu或者red hat之类的有良好图形界面的linux，在字符界面下ls，cd，或者grep等等来完成想要完成的操作，这些都是一个个程词汇，说形像，可能它不可能简单到就是一个蜗牛贝壳的外壳吧… 

序，而接受输入的命令（命令后可能会有参数列表）就是外壳，但是外壳也不是很神秘。

 为了方便与操作系统交互，外壳诞生了。外壳是一个交互型的应用级程序，所以外壳也是一个程序，它隐藏了很多操作系统底层的细节操作，它代表用户运行了其他的程序。

有了“外壳”的称谓，那外壳里面也应该有名副其实的东西，不可能是个空壳吧。没错，在外壳之下就是kernel（内核），这才是操作系统实实在

在的东西，与底层硬件交互着。 

（插入外壳解释图） 

 

 

linux下是这样，win下也有类似的东西，此时它的外壳就是我们熟悉的dos界面啦，cmd.exe。把重点放在linux上，win上的东西也是大同小异的。

linux下的fork和execve

在linux下的c编程，fork，execve函数很常见的。fork函数一式两份复制了父进程也就是当前进程，创建了子进程，新建的子进程与父进程几乎完全一样，唯一的不同是他们的标识进程id，即PID。
（插入fork的描述图）

execve函数加载并运行可执行目标文件，注意它是在当前进程的上下文当中加载并欲行一个新的进程，当前进程的地址空间会被新建的进程覆盖，与fork不同，它并没有创建新的进程，新加载和运行的进程与此前的进程有着相同的进程id。
（插入execve的描述图）

   
linux中采用了这些函数，集成了父子进程这样一种关系，一个简单的外壳就是这样的，为什么说是简单的外壳？因为里面还涉及了很多复杂的设计，但是核心的东西是这些而已。下面是简单的外壳，参照了《深入理解计算机系统》。

 

简单外壳设计

环境：linux，vim编辑器，gcc编译器。
除了main函数，还有其他的三个函数，eval函数调用praseline函数来解释命令行参数，并会将结果传递给execve来执行。第一个参数可以是内置的命令或者可执行目标文件。如果是前者，那么就直接解释执行，为了简化外壳，就只内置了“q”命令，退出；如果是后者，那么调用fork创建子进程，execve在该子进程的上下文中加载并执行这个文件。

来测试一下，方便测试，在这个外壳所属目录下放了一个简单的hello可执行目标文件：
测试1：

测试2：

测试3：

简单的外壳还可以添加Tab键补全命令或者目录的功能。最大的缺陷就是父进程不对子进程进行回收，在unix中。当子进程结束的时候，其所属的代码数据空间都仍然存留在内存当中，等待父进程对其进行回收。

下面是代码：

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

#define MAXLINE 128 
#define MAXARGVS 6 

void eval(char * cmdline) 
{ 
    char * argv[MAXARGVS]; 
    char buf[MAXLINE]; 
    int bg; 
    pid_t pid; 

    strcpy(buf,cmdline); 
    bg = parseline(buf,argv); 

    if(argv[0]==NULL) 
        return; 

    if(!builtin_command(argv)) 
    { 
        if((pid=fork()==0)) 
        { 
            if(execve(argv[0],argv,0)<0) 
            { 
                printf("%s:command not found .\n",argv[0]); 
                exit(0); 
            } 
        } 

        if(!bg) 
        { 
            int status;        //status for waitpid 
            if(waitpid(pid,&status,0)<0) 
                printf("waitpid error"); 
        } 
        else 
            printf("%d %s",pid,cmdline); 
    } 
    return; 
} 

int parseline(char * buf,char ** argv) 
{ 
    char * delimiter; 
    int argc; //argv counter; 
    int bg; 

    buf[strlen(buf)-1] = ' '; 
    while(*buf && (*buf==' '))    //check the cmd 
        buf++; 

    argc = 0; 
    while((delimiter = strchr(buf,' '))) 
    { 
        argv[argc++] = buf; 
        *delimiter = '\0'; 
        buf = delimiter + 1; 
        while(*buf && (*buf==' '))    //ignore blanks 
            buf++; 
    } 
    argv[argc] = NULL; 

    if(argc==0) 
        return 1; 

    if((bg=(*argv[argc-1]=='&')) != 0) 
        argv[--argc] = NULL; 

    return bg; 

} 

int builtin_command(char ** argv) 
{ 
    if(!strcmp(argv[0],"q")) 
        exit(0); 
    else if(!strcmp(argv[0],"&")) 
        return 1; 
    return 0; 
} 

int main() 
{ 
    char cmdline[MAXLINE]; 
    while(1) 
    { 
        printf("shell> :"); 
        fgets(cmdline,MAXLINE,stdin); 

        if(feof(stdin)) 
            exit(0); 

        eval(cmdline); 
    } 
    return 1; 
}

 

题外话

题外话：如何在linux中挂载U盘，方便虚拟机和PC机之间的数据传输？
首先linux要对u盘等外设做出必要的中断或者反应
fdisk -l 可以看到相关的信息

如果是fat16的u盘就使用下面的命令，/mnt/usb可能不存在，可以创建。
mount -t msdos /dev/sdc1 /mnt/usb
如果是fat32的盘
mount -t vfat /dev/sdc1 /mnt/usb
如果是ext2格式，就用命令：
mount -t ext2 /dev/sdc1 /mnt/usb

如果无出错提示，那么挂载成功，可以对u盘内容进行管理（cp，rm等）。

 

 

本文完。

捣乱小子 2012年2月23日

原文链接：http://www.cnblogs.com/daoluanxiaozi/archive/2012/02/23/2365513.html