综合实例：用C语言实现一个自定义的shell程序

      一个shell需要实现若干功能，比如解释执行命令，支持输入输出重定向，支持管道，后台运行程序等。首先对要实现的功能做一个简要介绍：

      （1）输出重定向：就是把执行某命令后的结果输出到某个文件。例如：

ls -al > list.txt

      （2）输入重定向：这里的<不是类似于输出重定向中的操作符>，而是从文件中取出数据到指定的文件中。例如：

cat > newfile < test3

      上述命令将test3中的数据取出，然后输入到newfile这个文件中。

      （3）管道：就是先后执行2个命令，把前一个命令的结果当成后一个命令的输入。例如：

ls  -a | grep mysql

      上例就是先显示所有文件，然后在ls命令的显示结果里用grep命令查找包含mysql的文件。

      （4）命令后台运行：可以在命令结尾加一个&让此程序在后台运行，即使shell关闭也不影响程序的继续执行。

关键函数的功能及说明

      （1）void print_prompt()

本函数只打印myshell的提示符，即“myshell$$”。

      （2）void get_input(char *buf)

获得一条用户输入的待执行的命令，参数buf用于存放输入的命令。如果输入的命令过长（大于256个字符），则终止程序。命令以换行符“\n”作为结束标志。

      （3）void explain_input(char *buf, int *argcount, char arglist[100][256])

解析buf中存放的命令，把每个选项存放在arglist中。如输入的命令“ls -l /tmp”，则arglist[0]、arglist[1]、arglist[2]指向的字符串分别为“ls”、“-l”、“/tmp”。

      （4）do_cmd(int argcount, char arglist[100][256])

执行arglist中存放的命令，argcount为待执行命令的参数个数。

      （5）int find_command(char *command)

功能是分别在当前目录下、/bin、/usr/bin目录下查找命令的可执行程序。

myshell.c程序源代码：

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <unistd.h>#include <string.h>#include <sys/types.h>#include <sys/wait.h>#include <fcntl.h>#include <sys/stat.h>#include <dirent.h>#define normal0  /* 一般的命令 */ #define out_redirect1  /* 输出重定向 */ #define in_redirect2  /* 输入重定向 */ #define have_pipe3  /* 命令中有管道 */ void print_prompt();/* 打印提示符 */void get_input(char *);/* 得到输入的命令 *///二维数组作为形参，必须指明列的数字void explain_input(char *, int *, char a[ ][256]);/* 对输入命令进行解析 */void do_cmd(int, char a[ ][256]);/* 执行命令 */int  find_command(char *);/* 查找命令中的可执行程序 */int main(int argc, char **argv){int    i;int    argcount = 0;char   arglist[100][256];char   **arg = NULL;char   *buf  = NULL;buf = (char *)malloc(256);if( buf == NULL ) {perror("malloc failed");exit(-1);}    while(1) {/* 将buf所指向的空间清零 */memset(buf, 0, 256);print_prompt();get_input(buf);/* 若输入的命令为exit或logout则退出本程序 */if( strcmp(buf,"exit\n") == 0 || strcmp(buf,"logout\n") == 0 )break;for (i=0; i < 100; i++){arglist[i][0]='\0';}argcount = 0;explain_input(buf, &argcount, arglist); do_cmd(argcount, arglist);}if(buf != NULL) {free(buf);buf = NULL;}exit(0);}void print_prompt(){printf("myshell$$ ");}/*获取用户输入*/void get_input(char *buf){int len = 0;int ch;ch = getchar();while (len < 256 && ch != '\n') {buf[len++] = ch;ch = getchar();}if(len == 256) {printf("command is too long \n");exit(-1); /* 输入的命令过长则退出程序 */     }buf[len] = '\n';len++;buf[len] = '\0';        }/* 解析buf中的命令，将结果存入arglist中，命令以回车符号\n结束 *//* 例如输入命令为"ls -l /tmp"，则arglist[0]、arglist[1]、arglsit[2]分别为ls、-l和/tmp */void explain_input(char *buf, int *argcount, char arglist[100][256]){char*p= buf;char*q= buf;intnumber= 0;while (1) {if ( p[0] == '\n' )break;if ( p[0] == ' '  )p++;else {q = p;number = 0;while( (q[0]!=' ') && (q[0]!='\n') ) {number++;q++;}strncpy(arglist[*argcount], p, number+1);arglist[*argcount][number] = '\0';*argcount = *argcount + 1;p = q;}}}void do_cmd(int argcount, char arglist[100][256]){intflag = 0;       inthow = 0;        /* 用于指示命令中是否含有>、<、|   */intbackground = 0; /* 标识命令中是否有后台运行标识符& */ intstatus;inti;intfd;char*arg[argcount+1];char*argnext[argcount+1];char*file;pid_tpid;/*将命令取出*/for (i=0; i < argcount; i++) {arg[i] = (char *) arglist[i];}arg[argcount] = NULL;/*查看命令行是否有后台运行符*/for (i=0; i < argcount; i++) {if (strncmp(arg[i], "&",1) == 0) {if (i == argcount-1) {background = 1;arg[argcount-1] = NULL;break;}else {printf("wrong command\n");return ;}}}for (i=0; arg[i]!=NULL; i++) {if (strcmp(arg[i], ">") == 0 ) {flag++;how = out_redirect;if (arg[i+1] == NULL) flag++;}if ( strcmp(arg[i],"<") == 0 ) {flag++;how = in_redirect;if(i == 0) flag++;}if ( strcmp(arg[i],"|")==0 ) {flag++;how = have_pipe;if(arg[i+1] == NULL)flag++;if(i == 0 )flag++;}}/* flag大于1，说明命令中含有多个> ,<,|符号，本程序是不支持这样的命令的   或者命令格式不对，如"ls －l /tmp >" */if (flag > 1) {printf("wrong command\n");return;}if (how == out_redirect) {  /*命令只含有一个输出重定向符号> */for (i=0; arg[i] != NULL; i++) {if (strcmp(arg[i],">")==0) {file   = arg[i+1];arg[i] = NULL;}}}if (how == in_redirect) {    /*命令只含有一个输入重定向符号< */for (i=0; arg[i] != NULL; i++) {if (strcmp (arg[i],"<") == 0) {file   = arg[i+1];arg[i] = NULL;}}}if (how == have_pipe) {  /* 命令只含有一个管道符号| *//* 把管道符号后门的部分存入argnext中，管道后面的部分是一个可执行的shell命令 */for (i=0; arg[i] != NULL; i++) {if (strcmp(arg[i],"|")==0) {arg[i] = NULL;int j;for (j=i+1; arg[j] != NULL; j++) {argnext[j-i-1] = arg[j];}argnext[j-i-1] = arg[j];break;}}}if ( (pid = fork()) < 0 ) {printf("fork error\n");return;}switch(how) {case 0:/* pid为0说明是子进程，在子进程中执行输入的命令 *//* 输入的命令中不含>、<和| */if (pid == 0) {if ( !(find_command(arg[0])) ) {printf("%s : command not found\n", arg[0]);exit (0);}execvp(arg[0], arg);exit(0);}break;case 1: /* 输入的命令中含有输出重定向符> */if (pid == 0) {if ( !(find_command(arg[0])) ) {printf("%s : command not found\n",arg[0]);exit(0);}fd = open(file,O_RDWR|O_CREAT|O_TRUNC,0644);dup2(fd,1);execvp(arg[0],arg);exit(0);}break;case 2:/* 输入的命令中含有输入重定向符< */if (pid == 0) {if ( !(find_command (arg[0])) ) {printf("%s : command not found\n",arg[0]);exit(0);}fd = open(file,O_RDONLY);dup2(fd,0);  execvp(arg[0],arg);exit(0);}break;case 3:/* 输入的命令中含有管道符| */if(pid == 0) {int  pid2;int  status2;int  fd2;if ( (pid2 = fork()) < 0 ) {printf("fork2 error\n");return;}else if (pid2==0) {if ( !(find_command(arg[0])) ) {printf("%s : command not found\n",arg[0]);exit(0);}fd2 = open("/tmp/youdonotknowfile",O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC,0644);dup2(fd2, 1);  execvp(arg[0], arg);exit(0);}if (waitpid(pid2, &status2, 0) == -1)printf("wait for child process error\n");if ( !(find_command(argnext[0])) ) {printf("%s : command not found\n",argnext[0]);exit(0);}fd2 = open("/tmp/youdonotknowfile",O_RDONLY);dup2(fd2,0);  execvp (argnext[0],argnext);if ( remove("/tmp/youdonotknowfile") )printf("remove error\n");exit(0);}break;default:break;}/* 若命令中有&，表示后台执行，父进程直接返回不等待子进程结束 */if ( background == 1 ) {printf("[process id %d]\n",pid);return ;}/* 父进程等待子进程结束 */if (waitpid (pid, &status,0) == -1)printf("wait for child process error\n");}/* 查找命令中的可执行程序 */int find_command (char *command){DIR*             dp;struct dirent*   dirp;char* path[] = { "./", "/bin", "/usr/bin", NULL};/* 使当前目录下的程序可以被运行，如命令"./fork"可以被正确解释和执行 */if( strncmp(command,"./",2) == 0 )command = command + 2;/* 分别在当前目录、/bin和/usr/bin目录查找要可执行程序 */int i = 0;while (path[i] != NULL) {if ( (dp = opendir(path[i]) ) == NULL)  printf ("can not open /bin \n");while ( (dirp = readdir(dp)) != NULL) {if (strcmp(dirp->d_name,command) == 0) {closedir(dp);return 1;}}closedir (dp);i++;}return 0;}

执行结果：