初识Linux · 自主Shell编写

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前言：
1 命令行表明器部门
2 获取用户命令行参数
3 命令行参数进行分割
4 执行命令
5 判断命令是否为内建命令

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前言：

本文介绍是自主Shell编写，对于shell，即外壳表明程序，我们目前接触到的命令行表明器，有bash，另有SSH，对于本日模拟实现的Shell编写，我们模拟的是bash，以及需要的预备知识前文已经介绍了，进程的多方面的知识，在自主Shell编写里面比力紧张的是进程程序替换，进程终止，进程等候，进程状态什么的，都是自主Shell编写里面的辅助知识罢了。
那么，话不多说，我们直接进入到Shell编写部门。

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1 命令行表明器部门

我们在Centos版本下进行演示，首先，我们平常看到的命令行表明器，出现的都是这个模样，最开始的_lazy是当前的用户名，@后面的VM-12-14-centos代表的是当前主机名称，后面的~代表的我们所处的当前目录，那么我们这里，就应该要复刻一个一样的出来。
那么第一个问题来了，我们从那里获取对应的用户名主机名以及目前的目录呢？
此时，前文引进的环境变量，就应该进场了：

输入了env之后，我们可以在环境变量表里面看到许多对应的环境变量，此中HOSTNAME，PWD，USER分别代表的就是主机名称，当前路径，当前用户名。
那么我们怎样通过获取？我们已知的是有3种方式，一种是environ，一种是命令行参数表，一种是getenv。
我们这里利用getenv，相对于二级指针environ，getenv是我们最常见的选择，那么我们可以：

1.    11   char* argv[] = {
2.    12   getenv("HOSTNAME"),
3.    13   getenv("USER"),
4.    14   getenv("PWD")
5.    15   };

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将获取到的环境变量放在数组argv里面，随即进行打印：
我们直接利用printf打印数组的三个元素，看起来似乎没有问题，由于命令行参数是在后面输入，所以我们不能利用\n作为竣事，并且，这里介绍一个函数，snprintf，我们不妨利用该函数打印，把全部的环境变量放在一个字符串里面，似乎更好控制一点，这里假如有同砚的man手册配置没有齐全的话，可以利用指令:
   sudo yum install man-pages
  

snprintf就是将全部的输出，放到一个字符串里面，此时，我们直接打印该字符即可，所以第一部门的临期间码为：

1. 34 void OutputBash()  
2. 35 {  
3. 36   char line[SIZE];  
4. 37     
5. 38   char* username = GetUser();                                                              
6. 39   char* hostname = Gethost();  
7. 40   char* cwd = Getcwd();
8. 41
9. 42   snprintf(line,sizeof(line),"[%s@%s %s]> ",username,hostname,cwd);
10. 43   printf("%s",line);
11. 44   fflush(stdout);
12. 45
13. 46   // char* argv[] = {
14. 47   // getenv("HOSTNAME"),
15. 48   // getenv("USER"),
16. 49   // getenv("PWD")
17. 50   // };
18. 51   // char* line;
19. 52   // //printf("[%s@%s %s]>",argv[0],argv[1],argv[2]);
20. 53   // fflush(stdout);
21. 54 }

复制代码

1.   8 #define SIZE 512
2.   9
3. 10
4. 11 char* GetUser()
5. 12 {
6. 13   char* user = getenv("USER");
7. 14   if(user == NULL) return NULL;
8. 15   return user;
9. 16
10. 17 }
11. 18
12. 19 char* Gethost()                                                   
13. 20 {                                                                  
14. 21   char* host = getenv("HOSTNAME");                                 
15. 22   if(host == NULL) return NULL;                                    
16. 23   return host;                                                     
17. 24 }                                                                  
18. 25                                                                    
19. 26 char* Getcwd()                                                     
20. 27 {                                                                  
21. 28   char* cwd = getenv("PWD");                                       
22. 29   if(cwd == NULL) return NULL;                                    
23. 30   return cwd;  
24. 31   
25. 32 }  

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但是为什么要说这是暂时的呢？由于我们的pwd并不完善：

目前，打印的出来并不是最完善的，较为完善的应该是只打印当前目录。
那么怎样保证修饰一下呢？
我们可以将该字符串进行分割，也就是利用指针，将该指针的指向指到最后一个/指向的地方即可。但是这里不保举利用函数，假如利用的是函数，我们就要利用二级指针，实属贫苦，所以可以利用宏即可：
   #define SkipPath(p) do{ p += (strlen(p)-1); while(*p != '/') p--; }while(0)
  那么判断的条件就是，只要p碰到了根目录就停下，但是有个缺陷就是：

/照旧存在，那么我们可以这样利用：
    snprintf(line,sizeof(line),"[%s@%s %s]> ",username,hostname,strlen(cwd) == 1 ? "/" : cwd + 1); 
  此时，较为完善的命令行表明器部门就打印出来了：

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2 获取用户命令行参数

第一个问题我们解决了，我们如今该获取用户的命令行参数了。
在获取用户命令行参数这里，我们要注意的点是，我们应该利用什么函数来获取？
可不可以利用scanf来获取呢？假如利用scanf，那么ls -l -n -a，能获取到多少呢？
我们知道scanf是通过空格或者换行符来获取的，此时ls -l -n -a，就只能获取到ls，所以我们应该换个函数，这里保举fgets，着实gets也是可以的，但是由于后面有文件的IO利用，所以我们利用fgets作为一个缓冲：

1. 57 int GetUserCommand(char* usercommand,size_t n)  
2. 58 {  
3. 59   char* s = fgets(usercommand,n,stdin);  
4. 60   if(s == NULL) return -1;  
5. 61   
6. 62   return strlen(s);  
7. 63 }  

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但是该代码存在一定的缺陷。
在第4部门会有提示。

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3 命令行参数进行分割

获取到了对应的命令，那么执行的时候，不能带空格去执行吧？所以我们要利用函数，将命令行参数进行分割，这里利用的函数是C语言的库函数，strtok，相信许多同砚已经忘记了，不急：

第一个参数是分割的字符串，第二个参数是分割符，那么第一次分割之后，将第一个参数置为NULL，就会继续分割，我们要做的，就是将字符串分割之后，放到数组里面，有益于后面的进程替换工作。
这里定义一个全局变量，用于存在分割后的字符串变量：

1. #define SEP " "   
2. char* gArgv[SIZE];

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这里有一个非常微小的地方，假如我们利用单引号的空格，虽然也是空格，但是和strtok就不匹配了，由于这并不是cosnt char* ，这只是一个字符而已。

1. 70 void SplitCommand(char* usercommand)
2. 71 {
3. 72   gArgv[0] = strtok(usercommand,SEP);
4. 73   int index = 1;
5. 74   while((gArgv[index++] = strtok(NULL,SEP)));//分割之后函数返回NULL 恰好作为结尾
6. 75
7. 76 }

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此时有个很不错的代码细节，由于函数分割完返回的就是NULL，刚好可以作为数组的竣事标志。

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4 执行命令

到如今，我们可以不管三七二十一，直接执行命令了，至少我们如今先不用管命令是不是内建命令，我们就执行几个简单的即可。
那么要执行命令，我们肯定涉及到进程程序替换。由于分割好的命令我们已经放在了全局变量里面，所以我们可以直接创建函数了：

1. 85 void ExcuteCommand()
2. 86 {
3. 87   pid_t id = fork();
4. 88
5. 89   if(id < 0) Die();
6. 90   else if(id == 0)
7. 91   {
8. 92     //child
9. 93     execvp(gArgv[0],gArgv);
10. 94     exit(1);
11. 95   }
12. 96   else
13. 97   {
14. 98     //father
15. 99     int status = 0;
16. 100     pid_t rid = waitpid(id,&status,0);
17. 101     if(rid > 0)
18. 102     {
19. 103       lastcode = WEXITSTATUS(status);
20. 104       if(lastcode != 0) printf("%s:%s:%d\n", gArgv[0], strerror(lastcode), lastcode);
21. 105     }
22. 106   }
23. 107
24. 108
25. 109 }

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这些代码都是进程替换的时候介绍过的了，无非是加修饰，让代码更加美观，此时，咱们就可以跑了，但是有同砚仍会发现，不管怎么运行，都是不可以的，由于我们命令行输入的时候，都会主动的输入一个回车，这个回车，导致了我们跑不了，所以我们需要将回车干掉：

宏定义ZERO即可。
此时，我们就可以正常的执行了。

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5 判断命令是否为内建命令

那么如今问题来了，假如我们是执行的ehco，cd这种内建命令，即只能父进程来执行的，我们就不能创建子进程了，判断是否为内建命令，条件成立就内建执行即可，并且跳过下一步：
那么判断内建命令的方式也是非常简单粗暴的，strcmp即可：

1. 110 void Cd()
2. 111 {
3. 112     const char *path = gArgv[1];
4. 113     if(path == NULL) path = Gethost();
5. 114     // path 一定存在
6. 115     chdir(path);
7. 116
8. 117     // 刷新环境变量
9. 118     char temp[SIZE*2];
10. 119     getcwd(temp, sizeof(temp));
11. 120     snprintf(cwd, sizeof(cwd), "PWD=%s", temp);
12. 121     putenv(cwd); // OK
13. 122 }
14. 123
15. 124 int IsInorder()
16. 125 {
17. 126     int yes = 0;
18. 127     const char *enter_cmd = gArgv[0];
19. 128     if(strcmp(enter_cmd, "cd") == 0)
20. 129     {
21. 130         yes = 1;
22. 131         Cd();
23. 132     }
24. 133     else if(strcmp(enter_cmd, "echo") == 0 && strcmp(gArgv[1], "$?") == 0)  
25. 134     {  
26. 135         yes = 1;  
27. 136         printf("%d\n", lastcode);  
28. 137         lastcode = 0;                                                                              
29. 138     }  
30. 139     return yes;  
31. 140 }

复制代码

这里拿cd举例子，判断cd是内建命令之后，在cd函数实现，由于我们要该目录，所以利用函数chdir，改变当前工作目录，改变了之后，改变环境变量中的PATH即可。此时自主shell编写就差不多了。

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