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初识Linux · 自主Shell编写

雪夜

发布： 2025-06-19 16:27:03

原创

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本文介绍了自主shell编写的过程，模拟实现了bash解释器，并详细讲解了所需的预备知识，如进程的多方面知识。接下来，我们将直接进入shell编写部分。

1 命令行解释器部分

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我们在Centos版本下进行演示，通常看到的命令行解释器显示为当前用户名（如_lazy）、主机名（如VM-12-14-centos）和当前目录（如~）。我们的目标是复制一个类似的命令行解释器。

首先，如何获取用户名、主机名和当前目录？我们可以通过环境变量来获取这些信息。

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在环境变量表中，我们可以看到HOSTNAME、PWD和USER分别代表主机名、当前路径和当前用户名。我们可以通过三种方式获取这些变量：environ、命令行参数表和getenv。我们选择使用getenv来获取这些信息：

char* argv[] = {
    getenv("HOSTNAME"),
    getenv("USER"),
    getenv("PWD")
};

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将获取到的环境变量放在数组argv中，然后进行打印。我们使用printf来打印数组的三个元素，但由于命令行参数是在后面输入的，我们不能使用\n作为结束符。相反，我们使用snprintf函数来将所有输出放入一个字符串中，这样更容易控制输出。如果你的man手册配置不全，可以使用以下命令：

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因此，第一部分的临时代码如下：

void OutputBash()
{
    char line[SIZE];
<pre class="brush:php;toolbar:false">char* username = GetUser();
char* hostname = Gethost();
char* cwd = Getcwd();

snprintf(line, sizeof(line), "[%s@%s %s]> ", username, hostname, cwd);
printf("%s", line);
fflush(stdout);

// char* argv[] = {
//     getenv("HOSTNAME"),
//     getenv("USER"),
//     getenv("PWD")
// };
// char* line;
// //printf("[%s@%s %s]>", argv[0], argv[1], argv[2]);
// fflush(stdout);

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}

相关函数的定义如下：

#define SIZE 512</p><p>char<em> GetUser()
{
char</em> user = getenv("USER");
if(user == NULL) return NULL;
return user;
}</p><p>char<em> Gethost()
{
char</em> host = getenv("HOSTNAME");
if(host == NULL) return NULL;
return host;
}</p><p>char<em> Getcwd()
{
char</em> cwd = getenv("PWD");
if(cwd == NULL) return NULL;
return cwd;
}

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但这只是临时的，因为我们的pwd显示不完善：

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目前显示的并不是最完善的，应该只显示当前目录。我们可以通过分割字符串来解决这个问题，使用指针指向最后一个/，但不建议使用函数，因为需要二级指针。我们可以使用宏来实现：

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我们可以使用以下方法操作：

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这样，较为完善的命令行解释器部分就完成了。

2 获取用户命令行参数

我们已经解决了第一个问题，现在需要获取用户的命令行参数。在获取用户命令行参数时，我们应该使用什么函数呢？可以使用scanf吗？如果使用scanf，输入ls -l -n -a时，只能获取到ls，因为scanf是通过空格或换行符来获取的。因此，我们推荐使用fgets或gets，但由于后面有文件IO操作，我们选择使用fgets作为缓冲：

int GetUserCommand(char<em> usercommand, size_t n)
{
char</em> s = fgets(usercommand, n, stdin);
if(s == NULL) return -1;</p><pre class="brush:php;toolbar:false">return strlen(s);

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}

但此代码存在一些缺陷，详见第4部分。

3 命令行参数进行分割

获取命令后，不能带空格执行，因此我们需要使用函数将命令行参数分割。我们使用C语言的库函数strtok来进行分割：

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第一个参数是待分割的字符串，第二个参数是分割符。第一次分割后，将第一个参数置为NULL以继续分割。我们将分割后的字符串放入数组中，方便后面的进程替换工作。我们定义一个全局变量来存储分割后的字符串：

#define SEP " "
char<em> gArgv[SIZE];

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需要注意的是，使用单引号的空格与strtok不匹配，因为这只是一个字符，不是const char。

void SplitCommand(char* usercommand)
{
gArgv[0] = strtok(usercommand, SEP);
int index = 1;
while((gArgv[index++] = strtok(NULL, SEP)));//分割之后函数返回NULL 恰好作为结尾
}

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分割后的函数返回NULL，可以作为数组的结束标志。

4 执行命令

现在我们可以直接执行命令了，至少目前可以执行简单的命令。我们需要涉及进程程序替换，因为分割好的命令已经放在了全局变量中，我们可以直接创建函数：

void ExcuteCommand()
{
pid_t id = fork();</p><pre class="brush:php;toolbar:false">if(id < 0)
{
    perror("fork error");
    return;
}
else if(id == 0)
{
    execvp(gArgv[0], gArgv);
    perror("execvp error");
    exit(-1);
}
else
{
    int status;
    waitpid(id, &status, 0);
    int lastcode = WEXITSTATUS(status);
    if(lastcode != 0) printf("%s:%s:%d\n", gArgv[0], strerror(lastcode), lastcode);
}

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}

这些代码是进程替换时介绍过的，我们只需进行一些修饰，使代码更美观。然而，执行时仍会遇到问题，因为命令行输入时会自动输入回车，导致无法执行。我们需要去掉回车：

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使用宏定义ZERO来解决这个问题。

5 判断命令是否为内建命令

如果我们执行的是echo、cd等内建命令，只能由父进程执行，我们不能创建子进程。我们需要判断是否为内建命令，如果是，则由父进程执行，并跳过下一步。我们可以通过strcmp来判断内建命令：

void Cd()
{
const char *path = gArgv[1];
if(path == NULL) path = Gethost();
// path 一定存在
chdir(path);</p><pre class="brush:php;toolbar:false">// 刷新环境变量
char temp[SIZE*2];
getcwd(temp, sizeof(temp));
snprintf(cwd, sizeof(cwd), "PWD=%s", temp);
putenv(cwd); // OK

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}

int IsInorder() { int yes = 0; const char *enter_cmd = gArgv[0]; if(strcmp(enter_cmd, "cd") == 0) { yes = 1; Cd(); } else if(strcmp(enter_cmd, "echo") == 0 && strcmp(gArgv[1], "$?") == 0) { yes = 1; printf("%d\n", lastcode); lastcode = 0; } return yes; }

以cd为例，判断cd是内建命令后，在cd函数中实现。我们使用chdir函数改变当前工作目录，之后更新环境变量中的PATH。此时，自主Shell编写工作基本完成。

感谢阅读！

以上就是初识Linux · 自主Shell编写的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！