C语言实现miniShell

Shell就是命令行的解释器，因为在Linux下，是没有图形界面的，我们需要通过命令行输入我们的命令，然后Shell将命令解析后反馈给Linux内核，内核运算处理后再讲结果通过Shell解析给用户。

我们输入的ls其实就是字符串，shell通过解析这个字符串，通过程序替换的方法将字符串ls替换为系统函数ls，完成操作，所以我们需要做的有一下几步。

获取输入的命令
解析输入的命令
创建子进程，通过子进程进行程序替换
父进程等待子进程退出

这里用到的知识都是前面几篇Linux进程概念和进程控制中写过的。

我们还可以再这个基础上，再添加例如重定向，管道，信号处理，后台作业，内置命令等功能。但是因为这里是实现一个简易的shell，所以就只添加了重定向的功能。

获取输入的命令

头文件

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/wait.h>
#include<fcntl.h>
#define  MAX_CMD  1024
char buff[MAX_CMD];
//命令行的缓冲区大小1024个字节

首先我们要从终端获取数据，同时需要对终端进行模拟

int get_cmd()
{memset(buff, 0x00, MAX_CMD);printf("[lee@localhost ~]$ ");fflush(stdout);//模拟终端显示fgets(buff, MAX_CMD - 1, stdin);//输入buff[strlen(buff) - 1] = '\0';//最后一位是\0return 0;
}

解析输入的命令

我们需要将输入的字符串中的所有命令都保存在字符串数组argv中，以NULL结尾

char **do_parse(char *buff)
{char *ptr = buff;int argc = 0;static char *argv[32];//将所有提取出来的命令保存进argv中，因为在程序整个生命域中都要使用，       声明为静态while('\0' != *ptr){if(' ' != *ptr){argv[argc++] = ptr;while('\0' != *ptr && ' ' != *ptr){ptr++;}*ptr = '\0';}ptr++;}//去掉空格，提取命令argv[argc] = NULL;//最后一位必须是NULLreturn argv;
}

输出重定向

这里实现的主要是输出重定向中的>和>>

> 重定向输出符号，覆盖原来的内容并写入
>>重定向输出符号，追加写入

void do_redirect(char *buff)
{int redirect_flag = 0;//记录>出现的次数char *redirect_file = NULL;char *ptr = buff;while(*ptr != '\0'){if(*ptr == '>'){*ptr++ = '\0';++redirect_flag;//如果这一位是>,则计数加一，并将这一位改写为\0,防止被当成命令解析if(*ptr == '>'){++redirect_flag;ptr++;}while(*ptr == ' ' && *ptr != '\0'){ptr++;}redirect_file = ptr;//检测完>>之后,后面的就是重定向的文件名,将其解析出来while(*ptr != ' ' && *ptr != '\0'){ptr++;}             *ptr = '\0';}ptr++;}if(redirect_flag == 1){int fd = open(redirect_file, O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC, 0664);dup2(fd, 1);//将标准输出重定向到文件//如果只出现了一个>，则说明是覆盖重定向，以O_TRUNC覆盖模式打开}else if(redirect_flag == 2){int fd = open(redirect_file, O_WRONLY|O_CREAT|O_APPEND, 0664);dup2(fd, 1);//>出现了两次，说明是追加重定向，以O_APPEND追加模式打开}
}

程序替换

int do_exec(char *buff)
{char **argv ={ NULL };int pid = fork();//创建子进程， 在子进程中进行程序替换if(0 == pid){    do_redirect(buff);//重定向argv = do_parse(buff);//解析命令if(NULL != argv[0]){execvp(argv[0], argv);//替换进程}else{exit(-1);//输入命令错误则退出进程}          }   else{waitpid(pid, NULL, 0);//等待子进程退出,防止僵尸进程}    return 0;
}

接下来调用就可以

int main(int argc, char*argv[])
{while(1){//如果命令输入正确则启用程序替换。if(!get_cmd())do_exec(buff);}return 0;
}

为了能够以后更好的管理和修改，写一个makefile

minishell:minishell.cgcc $^ -o $@

下面来验证一下

基本的命令都可以解析

再试一下输出重定向

可以看到，两种重定向都可以正常运作。

管道，信号处理，后台作业，内置命令等功能的话可以再这个shell的基础上再进行修改，但这里只是实现一个简单的命令行解释器，所以就先实现这些简易的功能。

代码非常简单，总共也就100多行
完整代码

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/wait.h>
#include<fcntl.h>
#define  MAX_CMD  1024char buff[MAX_CMD];//1.获取命令
int get_cmd()
{memset(buff, 0x00, MAX_CMD);printf("[lee@localhost ~]$ ");fflush(stdout);//模拟终端显示fgets(buff, MAX_CMD - 1, stdin);buff[strlen(buff) - 1] = '\0';return 0;}//2.解析命令
char **do_parse(char *buff)
{char *ptr = buff;int argc = 0;static char *argv[32];while('\0' != *ptr){if(' ' != *ptr){argv[argc++] = ptr;while('\0' != *ptr && ' ' != *ptr){ptr++;}*ptr = '\0';}ptr++;}//去掉空格，提取命令argv[argc] = NULL;return argv;
}void do_redirect(char *buff)
{int redirect_flag = 0;char *redirect_file = NULL;char *ptr = buff;while(*ptr != '\0'){if(*ptr == '>'){*ptr++ = '\0';++redirect_flag;if(*ptr == '>'){++redirect_flag;ptr++;}while(*ptr == ' ' && *ptr != '\0'){ptr++;}redirect_file = ptr;while(*ptr != ' ' && *ptr != '\0'){ptr++;}*ptr = '\0';}ptr++;}if(redirect_flag == 1){int fd = open(redirect_file, O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC, 0664);dup2(fd, 1);}else if(redirect_flag == 2){int fd = open(redirect_file, O_WRONLY|O_CREAT|O_APPEND, 0664);dup2(fd, 1);}
}//4.程序替换
int do_exec(char *buff)
{char **argv ={ NULL };int pid = fork();//创建子进程， 在子进程中进行程序替换if(0 == pid){    do_redirect(buff);argv = do_parse(buff);if(NULL != argv[0]){execvp(argv[0], argv);//替换进程}else{exit(-1);//输入命令错误则退出进程}}    else{waitpid(pid, NULL, 0);//等待子进程退出}return 0;
}int main(int argc, char*argv[])
{while(1){if(!get_cmd())do_exec(buff);}return 0;
}