Linux应用之构建命令行解释器（bash进程）

目录

1.分析

2.打印输入提示符

3.读取并且处理输入字符串

4.创建子进程并切换

5.bash内部指令

6.完整代码

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1.分析

        当我们登录服务器的时候，命令行解释器就会自动加载出来。接下来我们就。在命令行中输入指令来达到我们想要的目的。        我们在命令行上输入的是一连串的字符串，那么bash首先要做的就是分析字符串。然后判断是否合法字符串。如果是合法字符串，那么就创建一个子进程，让子进程去切换执行命令，bash分析子进程结果。如果是非法字符串，那么就再次循环，整体嵌套在一个while循环里面。如此循环下去。

2.打印输入提示符

        

        通过观察超级用户和普通用户可以发现提示行主要由三部分构成，用户名，主机名，地址以及特殊符号，用户名和主机名可以从环境变量中获取，主机名就设置为@区别于shell。

#include<iostream>
#include<unistd.h>
#include<stdio.h>
#include<string>
using namespace std;const int MaxSize=1024;char * UsrName;
char * HostName;
char  CommandPwd[MaxSize];//打印命令行提示符
void PrintCLPrompt()
{printf("[%s@%s %s]@",UsrName,HostName,CommandPwd);
}//准备工作
void setup()
{UsrName=getenv("USER");HostName=getenv("HOSTNAME");//这里采用C++的string来接收是为了后序处理方便string str=getenv("PWD");string tmp=str.substr(str.rfind("/")+1);//加一去除/字符snprintf(CommandPwd,MaxSize,"%s",tmp.c_str());//格式化输出到数组函数
}int main()
{setup();while(1){PrintCLPrompt();//让程序停在这里方便观察 scanf("%d",NULL);}return 0;
}

        此时输出的命令行提示符就在我们的预期之中了

3.读取并且处理输入字符串

        读取比较简单，我们只需scanf或者cin即可。（ C++兼容C所以在这里读取可以使用C的方式或者是C++的方式，同理输出也可以采用C的方式或者C++的方式哪个方便用哪个）。处理的话我们就把它处理成命令行参数列表以便后续切换进程。

        前面代码相同，加上后序调试代码与读取指令即可。

//读取处理指令
char Command[MaxSize];
char * argv[MaxSize];
void ReadDealCommand()
{//读取一行字符串fgets(Command,MaxSize,stdin);int len=strlen(Command)-1;//fegts会把\n也读取到，但这个是不用的字符.Command[len]='\0';//处理字符串int size=0;int prev=-1,cur=0;//预处理，将空格换成\0for(int i=0; i<len; i++){if(Command[i]==' ')Command[i]='\0';}while(cur<len){if(prev == -1 && Command[cur]!='\0'|| Command[prev]=='\0' && Command[cur]!='\0'){argv[size++]=Command+cur;}prev++;cur++;}//argv最后加上NULLargv[size]=NULL;}int main()
{setup();while(1){   //打印提示行PrintCLPrompt();//读取处理指令ReadDealCommand();//检测是否处理成功for(int i=0; argv[i]; i++){printf("argv[%d]:%s\n",i,argv[i]);}}return 0;
}

        上述读取一行字符串采用了C语言的fgets函数，当然也可以用C++的getline。使用C++的fgets函数，要注意它会把反斜\n也读取到,在计算字符串的长度时要减一。

        将原字符串空格改为\0后,就可以让数组指针直接指向原字符串即可。

        其中要注意可能有结尾或者开头带空格的情况。（以下用@代替空格）

ls@-a@-l

@ls@-a@-l

ls@-a@-l@

4.创建子进程并切换

        

//执行指令
void PreformCommand()
{pid_t id=fork();if(id ==0 ){execvp(argv[0],argv);exit(111);}//父进程int status=0;pid_t rid=wait(&status);if (WIFEXITED(status)){// 子进程正常退出，提取退出状态码int exit_status = WEXITSTATUS(status);// printf("Child process exited normally with status %d\n", exit_status);}else if (WIFSIGNALED(status)) {// 子进程因信号终止，提取信号编号int signal_num = WTERMSIG(status);printf("Child process terminated by signal %d\n", signal_num);}    
}int main()
{setup();while(1){   //打印提示行PrintCLPrompt();//读取处理指令ReadDealCommand();//执行指令PreformCommand();}return 0;
}

       创建子进程,并让子进程切换到所要执行的程序,父进程接收子进程的退出码即可.由此我们便基本完成了bash程序。

5.bash内部指令

        有一些指令是可以直接从环境变量中得到或使用的，就不必再创建子进程了直接在bash里完成指令即可。比如cd，pwd等这些都是bash内部程序。

//执行指令
void PreformCommand()
{//bash内部程序if(strcmp("pwd",argv[0])==0){ printf("%s\n",getenv("PWD"));return ;}else if(strcmp("cd",argv[0])==0){chdir(argv[1]);char cwd[1024];getcwd(cwd,1024);//更新地址string str=cwd;string tmp=str.substr(str.rfind("/")+1);//加一去除/字符snprintf(CommandPwd,MaxSize,"%s",tmp.c_str());//格式化输出到数组函数//修改环境变量string s="PWD=";s+=cwd;snprintf(cwd,MaxSize,"%s",s.c_str());//格式化输出到数组函数 putenv(cwd);//putenv参数要是char*，但c_str()返回的是const char *return ;}pid_t id=fork();if(id ==0 ){execvp(argv[0],argv);//切换不成功返回退出码exit(111);}//父进程int status=0;pid_t rid=wait(&status);if (WIFEXITED(status)){// 子进程正常退出，提取退出状态码int exit_status = WEXITSTATUS(status);// printf("Child process exited normally with status %d\n", exit_status);}else if (WIFSIGNALED(status)) {// 子进程因信号终止，提取信号编号int signal_num = WTERMSIG(status);printf("Child process terminated by signal %d\n", signal_num);}    
}int main()
{setup();while(1){   //打印提示行PrintCLPrompt();//读取处理指令ReadDealCommand();//执行指令PreformCommand();}return 0;
}

        

6.完整代码

        最后全部的代码就在这了，上述粘贴可能有错误还望海涵

#include<iostream>
#include<unistd.h>
#include<stdio.h>
#include<string>
#include<string.h>
#include<sys/types.h>
#include<stdlib.h>
#include<sys/wait.h>
using namespace std;const int MaxSize=1024;char * UsrName;
char * HostName;
char  CommandPwd[MaxSize];//打印命令行提示符
void PrintCLPrompt()
{printf("[%s@%s %s]@",UsrName,HostName,CommandPwd);
}//准备工作
void setup()
{UsrName=getenv("USER");HostName=getenv("HOSTNAME");string str=getenv("PWD");string tmp=str.substr(str.rfind("/")+1);//加一去除/字符snprintf(CommandPwd,MaxSize,"%s",tmp.c_str());//格式化输出到数组函数
}//读取处理指令
char Command[MaxSize];
char * argv[MaxSize];
void ReadDealCommand()
{//读取一行字符串fgets(Command,MaxSize,stdin);int len=strlen(Command)-1;//fegts会把\n也读取到，但这个是不用的字符Command[len]='\0';//处理字符串int size=0;int prev=-1,cur=0;//预处理，将空格换成\0for(int i=0; i<len; i++){if(Command[i]==' ')Command[i]='\0';}while(cur<len){if(prev == -1 && Command[cur]!='\0'|| Command[prev]=='\0' && Command[cur]!='\0'){argv[size++]=Command+cur;//.autorelabel printf("%d ",cur);}prev++;cur++;}//argv最后加上NULLargv[size]=NULL;}
//执行指令
void PreformCommand()
{//bash内部程序if(strcmp("pwd",argv[0])==0){ printf("%s\n",getenv("PWD"));return ;}else if(strcmp("cd",argv[0])==0){chdir(argv[1]);char cwd[1024];getcwd(cwd,1024);//更新地址string str=cwd;string tmp=str.substr(str.rfind("/")+1);//加一去除/字符snprintf(CommandPwd,MaxSize,"%s",tmp.c_str());//格式化输出到数组函数//修改环境变量string s="PWD=";s+=cwd;snprintf(cwd,MaxSize,"%s",s.c_str());//格式化输出到数组函数 putenv(cwd);//putenv参数要是char*，但c_str()返回的是const char *return ;}pid_t id=fork();if(id ==0 ){execvp(argv[0],argv);//切换不成功返回退出码exit(111);}//父进程int status=0;pid_t rid=wait(&status);if (WIFEXITED(status)){// 子进程正常退出，提取退出状态码int exit_status = WEXITSTATUS(status);// printf("Child process exited normally with status %d\n", exit_status);}else if (WIFSIGNALED(status)) {// 子进程因信号终止，提取信号编号int signal_num = WTERMSIG(status);printf("Child process terminated by signal %d\n", signal_num);}    
}int main()
{setup();while(1){   //打印提示行PrintCLPrompt();//读取处理指令ReadDealCommand();//执行指令PreformCommand();}return 0;
}