Linux之简单的Shell命令行解释器

我们前面学习了进程创建，进程终止，进程等待，进程替换，通过这些内容我们可以来进行实现简单的shell命令行解释器。下面我们直接来看一看如何去实现shell命令行解释器。

一、基本原理

1、我们知道，在打开shell解释器后，除非我们自己关闭它，那么它将一直不退出，所以命令行解释器一定是一个死循环。

2、输入：我们需要获取命令行上一行的内容，利用fgets函数获取，同时，可以定义一个cmd_line[NUM]数组来保存用户输入的内容。

3、解析：输入之后，我们自然需要去进行字符串的解析，我们需要分割字符串，将其分成命令+选项等内容，这个地方用strtok函数，把字符串切割成若干个子串，并将分开的各个子串保存至char* g_val[SIZE]数组中。strtok：第一次直接传递参数，第二次则必须传NULL。且在最终strtok会返回NULL。

4、我们在输入命令后，发现界面还是维持的原样，这是因为父进程会创建子进程去帮助其实现命令，同时父进程需要等待子进程退出返回结果。

5、子进程在执行命令的时候，我们需要使用进程替换的知识，将代码换成命令执行的代码。

6、有些命令，如cd命令，如果我们是交给子进程去完成的话，只会改变子进程的路径，所以cd命令必须由父进程亲自来完成。

不需要创建子进程执行，让shell自己执行命令，称为内建命令。本质就是执行系统接口，我们可以调用一个系统接口chdir，可以让父进程自己改变路径。

7、我们在输入完命令后，通常会按回车建使其执行，而fgets则会将它当成输入的一个字符，在给用户呈现结果时会多换一行，而不会紧挨着上一行去显示结果。所以我们要执行下面的操作：

cmd_line[strlen(line_cmd)-1] = '\0';

8、再比如，像ll这种命令，其等效于ls -l，因此我们需要将其在数组char* g_val[SIZE]中换成 g_val[0] = "ls"，g_val[1] = "-l"即可。

二、代码实现

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
#include<sys/wait.h>
#include<sys/types.h>
#include<unistd.h>

#define NUM 32
#define SIZE 1024
#define SEP " "
char cmd_line[NUM];//存放输入的字符串
char* g_val[SIZE];//存放解析出来的字符串

int main()
{
    //命令行解释器是一个不退出的进程
    while(1)
    {
       printf("[zdl@hcss-ecs-d14f ~]# ");
       fflush(stdout);
       memset(cmd_line, '\0', sizeof(cmd_line));

       if(fgets(cmd_line,sizeof(cmd_line),stdin) == NULL)
       {
           continue;
       }
       cmd_line[strlen(cmd_line)-1] = '\0';

       //命令行字符解析
       g_val[0] = strtok(cmd_line, SEP);
       int index = 1;
       if(strcmp(g_val[0],"ll")==0)
       {
           g_val[0]="ls";
           g_val[index++]="-l";
       }
       while(g_val[index++] = strtok(NULL, SEP));//如果还解析原字符串，就传入NULL
       
       //让父进程执行的命令叫做内置命令
       if(strcmp(g_val[0], "cd")==0)
       {
           if(g_val[1] != NULL)
               chdir(g_val[1]);

           continue;
       }

       //创建子进程去执行
       pid_t id = fork();
       if(id==0)
       {
           execvp(g_val[0], g_val);
           exit(1);
       }

       //父进程
       int status = 0;
       pid_t ret = waitpid(id, &status,0);
       if(ret > 0)
       {
           printf("exit code: %d\n",WEXITSTATUS(status));
       }
    }

    return 0;
}

代码运行结果如下：