linux系统编程综合练习-实现一个小型的shell程序(四)

上节中已经对后台作业进行了简单处理，基本上要实现的功能已经完了，下面回过头来，对代码进行一个调整，把写得不好的地方梳理一下，给代码加入适当的注释，这种习惯其实是比较好了，由于在开发的时候时间都比较紧，都只是想办法去尽快实现，而肯定会有一些代码是写得不太好的，所以有时间的话最好是从头至尾将整个代码进行梳理，也许在梳理的过程中会发现许多不足的地方，好了，下面开始：

而这个信号安装函数是在init.c中实现的：

接下来进行shell循环：

它的实现是在parse.c中：

如注释所示，可以挪至init.c中：

接下来，获取命令：

然后解析命令：

接下来的这句，是为了测试，在发布时可以注释掉了：

最后执行命令：

这个方法里面的代码有点乱，下面将其实现抽取到另外一个文件中，使得该函数要看起来清爽一些：

其实现execute.c:

#include "execute.h"
#include "def.h"
#include "externs.h"
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <linux/limits.h>
#include <fcntl.h>

void forkexec(int i){
    pid_t pid;
    pid = fork();
    if(pid == -1) {
        /* 创建进程失败了 */
        ERR_EXIT("fork");
    }

    if(pid > 0) {
        /* 父进程 */
        if (backgnd == 1)
            printf("%d\n", pid);
        lastpid = pid;
    } else if(pid == 0) {
        /* 子进程 */

        /* 表示将第一条简单命令的infd重定向至/dev/null,其中cmd[i].infd == 0只有可能是第一条简单命令 */
        /* 当第一条命令试图从标准输入获取数据的时候立既返回EOF */
        if(cmd[i].infd == 0 && backgnd == 1){
            //屏蔽后台作业，因为没有实现作业控制
            cmd[i].infd = open("/dev/null", O_RDONLY);
        }

        /* 将第一个简单命令进程作为进程组组长 */
        if(i == 0){
            setpgid(0, 0);
        }
        if(cmd[i].infd != 0){
            //说明该命令的输入是指向管道的读端
            close(0);
            dup(cmd[i].infd);
        }
        if(cmd[i].outfd != 1){
            //说明该命令的输出指向的是管道的写端
            close(1);
            dup(cmd[i].outfd);
        }
        /* 关闭3以上的所有文件描述符 */
        /*int i;
        for(i=3; i<OPEN_MAX; ++i){
            close(i);
        }*/

        /*前台作业能够接收SIGINT,SIGQUIT信号，这两个信号就要恢复成默认操作*/
        if(backgnd == 0){//非后台作业
            signal(SIGINT, SIG_DFL);
            signal(SIGQUIT, SIG_DFL);
        }

        /* 开始替换进程 */
        execvp(cmd[i].args[0], cmd[i].args);
        /* 如果执行到这句，则证明替换失败了 */
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
}

int execute_disk_command(void){
    /* ls | grep init | wc -w */
    if(cmd_count == 0) {
        return 0;
    }
    if(infile[0] != '\0'){
        cmd[0].infd = open(infile, O_RDONLY);
    }

    if(outfile[0] != '\0'){
        if(append)//说明是以追加的方式
            cmd[cmd_count-1].outfd = open(outfile, O_WRONLY | O_CREAT | O_APPEND, 0666);
        else 
            cmd[cmd_count-1].outfd = open(outfile, O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0666);
    }

    /* 因为后台作业不会调用wait等待子进程退出，为避免僵尸进程，可以忽略SIGCHLD信号 */
    if(backgnd == 1){
        signal(SIGCHLD, SIG_IGN);
    }else{
        signal(SIGCHLD, SIG_DFL);
    }
    int i;
    /* 管道描述符 */
    int fds[2];
    int fd;
    for(i=0; i<cmd_count; ++i){
        /* 如果不是最后一条命令，则需要创建管道 */
        if(i < cmd_count-1){
            pipe(fds);
            /* 第一条命令的输出不再是标准输出，而是管道的写端 */
            cmd[i].outfd = fds[1];
            /* 第二条命令的输入不再是标准输入，而是管道的读端 */
            cmd[i+1].infd = fds[0];
        }
        
        /* 创建一个进程，并且替换成系统命令 */
        forkexec(i);
        
        if((fd = cmd[i].infd) != 0)
            close(fd);
        if((fd = cmd[i].outfd) != 1)
            close(fd);
    }

    if(backgnd == 0){//如果是非后台作业
        while(wait(NULL) != lastpid)
            ;    
    }
}

将其forkexec函数也抽取到execute.c文件中，下面来进行编译一下：

另外在编译成，需要修改一下Makefile：

修改这么多后下面编译一下：

好了，对于上面的实现都解释的外部命令，那对于系统的内部命令还需要兼容，下面主要是来实现内部命令的解析:

首先要判断是否是内部命令，如果是，则执行内部命令：

另外需要将builtin.h包含在parse.c文件中：

下面来编译一下：

说明忘了将builtin.o文件加入到Makefile中了，修改并再编译：

一大堆错，不用着急，一个个解决，首先builtin.c文件中也需要用到check函数，而之前是定义在parse.c中，这时应该将其定义在parse.h中，让builtin.c来包含它既可，另外还需包含一些系统头文件：

在builtin.c中去包含parse.h文件：

下面再来make并执行:

思考一个问题：系统有大量的内部命令，那是不是每解析一个内部命令，我们都要在builtin.c中加一个判断语句，这样会造成builtin函数会越来越庞大，所以这种实现方式还是不太灵活，下面改用数组来避免这种情况的发生：

最后builtin.c的代码如下：

#include "builtin.h"
#include "parse.h"
#include "externs.h"
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>

typedef void (*CMD_HANDLER)(void);

typedef struct builtin_cmd
{
    char *name;
    CMD_HANDLER handler;

} BUILTIN_CMD;


void do_exit(void);
void do_cd(void);
void do_type(void);

BUILTIN_CMD builtins[] = 
{
    {"exit", do_exit},
    {"cd", do_cd},
    {"type", do_type},
    {NULL, NULL}
};

/*
 * 内部命令解析
 * 返回1表示为内部命令，0表示不是内部命令
 */
int builtin(void)
{
    /*
    if (check("exit"))
        do_exit();
    else if (check("cd"))
        do_cd();
    else
        return 0;

    return 1;
    */

    int i = 0;
    int found = 0;
    while (builtins[i].name != NULL)
    {
        if (check(builtins[i].name))
        {
            builtins[i].handler();
            found = 1;
            break;
        }
        i++;
    }

    return found;
}

void do_exit(void)
{
    printf("exit\n");
    exit(EXIT_SUCCESS);
}

void do_cd(void)
{
    printf("do_cd ... \n");
}

void do_type(void)
{
    printf("do_type ... \n");
}

编译运行：

好了，关于内部命令的具体实现这里就不多说了，主要是还是实现其原理，这样自己的一个小型的shell程序就已经完成了，跟系统的shell程序还相差很多，但是通过这个程序足以可以将之前学的知识给串接起来， 达到一个很好的练习的目的，关于小型shell程序最终就实现到这，东西还是比较多，需好好消化。

【说明】:由于linux系统命令太多太多，下面只是简单实现几个，做一个范例，重点是知道其实现原理。

 

 

下面列一下该程序中使用到的各个文件的作用：

main.c----主调程序

def:h----定义常量，结构体

externs.h----定义extern的变量

init.h/init.c----做一些初始化操作

parse.h/parse.c----做命令的解析

execute.h/execute.c----做外部命令的执行

builtin.h/builtin.c----做内部命令的执行【只实现其原理】