自己动手实现linux-->Shell

简介:

    在开始代码之前,先来普及一下什么是Shell. Shell英文又称壳层.在计算机中,是指"提供用户使用界面"的"系统"软件,通常指的是命令行界面的命令解析器.一般来说,这个词是指操作系统中,提供访问内核所提供之服务的程序.不过这个词也拿来指应用软件,或是任何在特定组件外围的"软件"...省略300字.....

    

    常用的Shell分类:

    • bash: 是GNU的Bourne Again Shell,是GNU操作系统上默认的Shell

    • Korn Shell: 是对Bourne Shell的发展,在大部分内容上与Bourne Shell(Bash)兼容

    • C Shell: 是SUN公司Shell的BSD版本

    • Z Shell: Z是最后一个字母,也就是终极Shell.它集成了Bash ksh的重要特性,同时又增加了自己独有的特性.


    来看看Shell在计算机硬件和软件中的位置

  •         wKiom1dcG0ySUTQpAADHHF1XCqk040.png-wh_50

       

    直接上代码.

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    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <string.h>
    #include <unistd.h>
    #include <sys/wait.h>
    #include <sys/types.h>
    #include <fcntl.h>
    #include <sys/stat.h>
    #include <errno.h>
     
    typedef  struct  __Info{
         char         buf[1024];   //用户输入信息
         unsigned  int    pipeNum;     //统计管道的个数
    }Info;
     
    //记录主机名 默认localhost
    static  char  hostname[1024] =  "localhost" ;
     
    //错误提示
    int  sys_err( const  char * err){
         perror (err);
         exit (EXIT_FAILURE);
    }
     
    //消息提示
    void  display(){
         static  unsigned  int  sum = 1;    //记录输入次数
         char  buf[1024] = { 0 };
         //获取当前路径
         getcwd(buf,  sizeof (buf)); 
         printf ( "[#%d#%s@%s]>" , sum, hostname, buf);  
         sum++;
    }
     
    /*
      * 用户输入的内容处理
      * @reminder     info 传入的结构体
      *    return:
      *        成功:EXIT_SUCCESS
      *        失败:EXIT_FAILURE
    */
    int  handle(Info* info){
         if (NULL == info){
             printf ( "func %s err: [NULL == info]\n" , __FUNCTION__);
             exit (EXIT_FAILURE);
         }
     
         char * p = info->buf;
         //统计管道的个数
         while (NULL != (p =  strchr (p,  '|' ))){
             info->pipeNum++;
             p++;
         }
         p = info->buf;
         //去除回车
         if (NULL != (p =  strchr (p,  '\n' ))){
             *p =  '\0' ;
         }
     
         return  EXIT_SUCCESS;
    }
     
    //字符替换
    int  replate( char * str,  const  char  src,  const  char  des){
         if (NULL == str){
             printf ( "func %s error: [NULL == str]\n" , __FUNCTION__);
             exit (EXIT_FAILURE);
         }
         char * p =str;
         while (*p){
             if (src == *p){
                 *p = des;
             }
             p++;
         }
         return  EXIT_SUCCESS;
    }
     
    //命令解析
    int  resolveRun( char * ptr,  char ** argv){
         if (NULL == ptr || NULL == argv){
             printf ( "func %s error:[NULL == ptr || NULL == argv]\n" , __FUNCTION__);
             exit (EXIT_FAILURE);
         }
         int  i = 0;
         int  fd;
         char * inptr = NULL;
         char * p = strtok_r(ptr,  " " , &inptr);
         argv[i++] = p;
         while (NULL != (p = strtok_r(NULL,  " " , &inptr))){
             argv[i++] = p;
         }
         
         //判断是否有重定向
         i--;
         while (i){
             if (0 ==  strcmp (argv[i],  ">" )){
                 fd = open(argv[i+1], O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0644);
                 if (0 > fd){
                     sys_err( "func resolveRun() open error: " );
                 }
                 //备份输出至1023描述符
                 dup2(STDOUT_FILENO, 1023);
                 dup2(fd, STDOUT_FILENO);
                 argv[i] = NULL;
                 close(fd);
                 //找到第一个>
                 int  n = 1;
                 while (n < i){
                     if (0 ==  strcmp (argv[n],  ">" )){
                         argv[n] = NULL;
                         break ;
                     }
                     n++;
                 }
                 break ;
             }
     
             if (0 ==  strcmp (argv[i],  ">>" )){
                 fd = open(argv[i+1], O_APPEND|O_CREAT|O_WRONLY, 0644);
                 if (0 > fd){
                     sys_err( "func resolveRun() open error: " );
                 }
                 dup2(STDOUT_FILENO, 1023);
                 dup2(fd, STDOUT_FILENO);
                 argv[i] = NULL;
                 close(fd);
                 
                 //找到第一个>
                 int  n = 1;
                 while (n < i){
                     if (0 ==  strcmp (argv[n],  ">>" )){
                         argv[n] = NULL;
                         break ;
                     }
                     n++;
                 }
                 break ;
             }
             
             if (0 ==  strcmp (argv[i],  "<" )){
                 fd = open(argv[i+1], O_RDONLY);
                 if (0 > fd){
                     sys_err( "func resolveRun() open error: " );
                 }
                 
                 char  buf[1024] = { 0 };
                 int  len = 0;
                 while (0 != (len = read(fd, buf,  sizeof (buf)))){
                     if (0 > len){
                         sys_err( "func resolveRun() read error: " );
                     }
                     write(STDIN_FILENO, buf, len);
                     bzero(buf,  sizeof (buf));
                 }
                 //向末尾输出一个结束符-1
                 putc (-1, STDIN_FILENO);
                 argv[i] = NULL;
                 close(fd);
     
                 //找到第一个>
                 int  n = 1;
                 while (n < i){
                     if (0 ==  strcmp (argv[n],  "<" )){
                         argv[n] = NULL;
                         break ;
                     }
                     n++;
                 }  
                 break ;
             }
             i--;
         }
         
         return  EXIT_SUCCESS;
    }
     
    //拆分命令
    int  seve(Info* info){
         if (NULL == info){
             printf ( "func %s err: [NULL == info]\n" , __FUNCTION__);
             exit (EXIT_FAILURE);
         }
         //判断是否为空数据
         if (0 == *(info->buf)){
             return  EXIT_SUCCESS;
         }
         
         pid_t      pid;
         pid_t       wpid;
         char        buf[1024]  = { 0 };
         char *      p      = buf;
         char *      inptr      = NULL;
         int         i      = 0;
         int         fd[2];
         char *      argv[256]  = {NULL};
     
         //复制原有数据
         memcpy (buf, info->buf,  sizeof (buf));
         
         //处理tab键
         replate(buf,  '\t' ' ' );
         //处理'号
         replate(buf,  '\'' ' ' );
         //处理"号
         replate(buf,  '\"' ' ' );
     
         for (i = 0; i <= info->pipeNum; i++){
             if (0 == i){
                 p = strtok_r(p,  "|" , &inptr);
             } else {
                 p = strtok_r(NULL,  "|" , &inptr);
             }      
             //初始化
             bzero(argv,  sizeof (argv));
             //命令解析
             resolveRun(p, argv);
             
             //判断是否是内置命令
             if (0 == i && 0 ==  strcmp ( "cd" , argv[0])){
                 if (0 > chdir(argv[1])){
                     //判断错误类型,提示用户信息
                     if (ENOENT ==  errno ){
                         printf ( "-sea_bash: cd: %s: 没有那个文件或目录\n" , argv[1]); 
                     }
                     if (EACCES ==  errno ){
                         printf ( "-sea_bash: cd: %s: 权限不够\n" , argv[1]);
                     }
                     if (ENOTDIR ==  errno ){
                         printf ( "-sea_bash: cd: %s: 不是目录\n" , argv[1]);
                     }
                 }
                 return  EXIT_SUCCESS;
             }
             else  if (0 == i && 0 ==  strcmp ( "pwd" , argv[0])){
                 char  buf[1024] = { 0 };       
                 getcwd(buf,  sizeof (buf));               //获取当前工作目录
                 buf[ strlen (buf)] =  '\n' ;              //末尾添加换行
                 write(STDOUT_FILENO, buf,  strlen (buf));    //向屏幕打印当前路径
                 return  EXIT_SUCCESS;                    //成功结束
             }
             else  if (0 == i && 0 ==  strcmp ( "hostname" , argv[0])){
                 //清空       
                 bzero(hostname,  sizeof (hostname));          //将原来的hostname清空
                 memcpy (hostname, argv[1],  strlen (argv[1]));    //重新设置hostname
                 return  EXIT_SUCCESS;
             }
             else  if (0 == i && 0 ==  strcmp ( "exit" , argv[0])){
                 //结束进程
                 printf ( "--------------------god-bey-----------------------------\n" );
                 kill(getpid(), SIGINT);         //向本进程发送结束信号
                 exit (EXIT_SUCCESS);          //直接进程退出
             }
         
             //创建管道
             if (0 > pipe(fd)){
                 sys_err( "func seve() pipe error: " );
             }
             pid = fork();
             if (0 > pid){
                 sys_err( "func seve() fork error:" );
             } else  if (0 == pid){
                 close(fd[0]);        //子进程关闭读端
                 dup2(1022, fd[0]);  //将上一个管道的读端重定向到fd[0]
                 close(1022);         //关闭1022上一个信号的读端,避免多个读端存在
                 break ;               //跳出
             }
             
             //还原输出描述符
             dup2(1023, STDOUT_FILENO);
             //保存读端给下一个进程使用
             dup2(fd[0], 1022);
             close(fd[1]);
             close(fd[0]);
         }
     
         //子进程处理
         if (i != info->pipeNum+1){
             //没有管道命令
             if (0 != info->pipeNum){
                 if (i == info->pipeNum){
                     close(fd[1]);
                     dup2(fd[0], STDIN_FILENO);
                 }
                 if (0 == i){
                     dup2(fd[1], STDOUT_FILENO);
                 }
                 else {
                     dup2(fd[0], STDIN_FILENO);
                     dup2(fd[1], STDOUT_FILENO);
                 }
             }
             execvp(argv[0], argv);
             printf ( "-sea_bash: %s: command not found\n" , argv[0]);
             exit (EXIT_FAILURE);
         }
         
         //父进程等待子进程结束
         if (i == info->pipeNum+1){
             do {
                 wpid = waitpid(-1, NULL, WNOHANG);
                 if (0 < wpid){
                     i--;
                 }
             } while (0 < i);
         }
         return  EXIT_SUCCESS;
    }
     
    int  main( int  argc,  char * argv[]){
         Info info = {{0}, 0};
         for (;;){
             display();
             //获取用户输入 
             fgets (info.buf,  sizeof (info.buf), stdin);
             //信息处理
             handle(&info);
             //拆分命令
             seve(&info);
             //清空初始化
             bzero(&info,  sizeof (info));
         }
         return  EXIT_SUCCESS;
    }






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