实现shell实例

程序主框架

主程序很简单，它在做一些必要的初始化工作之后，进入这样一个循环：

u       打印提示符并等待用户输入

u       获取用户输入

u       分析用户输入

u       解释执行；

如果用户输入 logout或者 exit 之后，才退出这个循环。

用类似伪代码的形式表示如下：

while(1) {

print_prompt();

get_input();

parse_input();

if(“logout” || “exit”)

break;

do_cmd();

}

读取用户输入

如何获取用户输入？一种方法是通过 getchar() 从标准输入每次读一个字符，如果读到的字符是 ‘\n’，说明用户键入了回车键，那么就把此前读到的字符串作为用户输入的命令。

代码如下：

int len = 0;

int ch;

char buf[300];

ch = getchar();

while(len < BUFSIZ && ch != '\n') {

buf[len++] = ch;

ch = getchar();

}

if(len == BUFSIZ) {

printf("command is too long\n");

break;

}

buf[len] = '\n';

len++;

buf[len] = 0;

但是，我们注意到，在 bash 中，可以用“<-”和“->”键在命令行中左右移动，可以用上下键调用以前使用的命令，可以用退格键来删除一个字符，还可以用 tab 键来进行命令行补全。我们的shell如果也要支持这些功能，那么就必须对这些键进行处理。这样仅仅对用户输入的读取就非常麻烦了。

实际上，任何需要一个获取用户输入的程序，都会涉及到同样的问题，如何象bash 那样处理键盘？GNU readline 库就是专门解决这个问题的，它把对键盘的操作完全封装起来，对外只提供一个简单的调用接口。有了它，对键盘的处理就不再让人头疼了。

关于 readline 库的详细信息，可以通过 man readline 来看它的帮助页面。在我们的 shell 程序中，我是这样来使用 readline的。

char* line;

char prompt[200];

while(1) {

set_prompt(prompt);

if(!(line = readline(prompt)))

break;

。。。。。。

}

首先通过 set_prompt() 来设置要输出的提示符，然后以提示符作为参数调用 readline()，这个函数等待用户输入，并动态创建一块内存来保存用户输入的数据，可以通过返回的指针 line 得到这块内存。在每次处理完用户输入的命令之后，我们必须自己负责来释放这块内存。

有了 readline 之后，我们就可以象 bash 那样使用键盘了。

在通过 readline 获取用户输入之后，下一步就是对用户输入的命令进行分析。

命令行分析

对命令行的分析，实际上是一个词法分析过程。学过编译原理的朋友，都听说过 lex 和yacc 的大名，它们分别是词法分析和语法分析工具。Lex 和 yacc 都有GNU的版本（open source 的思想实在是太伟大了，什么好东东都有免费的用），分别是 flex 和 bison。

所谓“工欲善其事，必先利其器”，既然有这么好的工具，那我们就不必辛辛苦苦自己进行词法分析了。对，我们要用 lex 来完成枯燥的命令行词法分析工作。

“去买本《lex与yacc》（中国电力出版社）来看吧。第一次学当然稍微有点难度，不过一旦掌握了，以后再碰到类似问题，就可以多一个利器，可以节省劳动力了。

在我们的这个 shell 程序中，用 flex 来完成词法分析工作。相对语法分析来说，词法分析要简单的多。由于我们只是做一个简单的 shell，因此并没有用到语法分析，而实际上在 bash 的实现代码中，就用到了语法分析和 yacc。

关于 lex 的细节，在这里我就不能多说了。Lex程序，通常分为三个部分，其中进行语法分析工作的就是它的第二部分： “规则”。规则定义了在词法分析过程中，遇到什么样的情况，应该如何处理。

词法分析的思路，就是根据前面定义的“shell语法规范”来把用户输入的命令行拆解成

首先，我们要把用户输入的命令，以空白字符（tab键或者空格）分隔成一个个的参数，并把这些参数保存到一个参数数组中。但是，这其中有几种特殊情况。

一、如果遇到的字符是“;”、“>”、“<”或“|”，由于这些符号是管道或者列表中所用到的分隔符，因此必须把它们当作一个单独的参数。

二、以双引号（”）括起来的字符串要作为一个单独的参数，即使其中出现了空白字符、“;”、“>”、“<”、“|”。其实，在POSIX标准中，对引号的处理相当复杂，不仅包括双引号（”），还有单引号（’）、反引号（`），在什么情况下，应该用什么样的引号以及对引号中的字符串应该如何解释，都有一大堆的条款。我们这里只是处理一种极简单的情况。

其次，如果我们遇到换行符（’\n’），那么就结束本次命令行分析。根据前面定义的 shell 语法规范，最上层的是列表命令，因此下一步是把所有的参数作为一个列表命令来处理。