自制小shell

曾经被面试过一个问题就是“从终端输入一个命令到显示出结果，中间的过程是怎样的”，这个问题大致要从终端、shell的定位以及linux进程树方面来回答。

有关shell的原理，可以从下面的代码看出来（摘自APUE）

#include<sys/wait.h>#include "apue.h"int main(void){    char buf[MAXLINE];    pid_t pid;    int status;    printf("%% ");    while(fgets(buf,MAXLINE,stdin)!=NULL){        if (buf[strlen(buf)-1] == '\n'){            buf[strlen(buf)-1] = 0;        }           if((pid = fork())<0){            err_sys("fork error");        }else if(pid == 0){             printf("%s",buf);            execlp(buf,buf,(char*)0);            err_ret("couldn't execute: %s",buf);            exit(127);        }           /*parent*/        if ((pid=waitpid(pid,&status,0))<0){            err_sys("waitpid error");        }           printf("%% ");    }       exit(0);}

首先fgets读取一行命令，然后fork出一个新进程来执行命令，自身等待子进程执行完毕后返回。下面说一些细节。

1. fgets当读到ctrl+D（文件结束符）时候返回NULL

2. linux的新进程产生(spawn)分为了创建和替换进程映像两部分，分别由fork和execlp完成。

fork执行之后会返回两次，一次给调用fork的主进程，返回子进程的pid，一次给子进程，返回0. 写程序的时候就可以根据这一点写各自的逻辑了。

3. execlp原型是int execlp(const char * file,const char * arg,...,(char *)0); 其中file是执行的命令，从第二个形参开始就是命令所需要的参数，从args[0]开始，所以第二个参数程序中也是buf。execlp找命令结尾是'\0'不是'\n'，因此buf需要在结尾处做一下调整。execlp执行成功之后就替换了子进程的程序文件，因此后面的err_ret也不会再执行了，如果没有执行成功，就会接着执行，最后exit(127)退出。

常见错误码如下：

1: Catchall for general errors2: Misuse of shell builtins (according to Bash documentation)126: Command invoked cannot execute127: "command not found"128: Invalid argument to exit128+n: Fatal error signal "n"

如果要让本程序能接收命令参数，还需要解析buf。不过由于参数个数是不固定的，我们可以使用execlp同源的另外几个函数：

int execl(const char *path, const char *arg, ...);int execlp(const char *file, const char *arg, ...);int execle(const char *path, const char *arg, ..., char * const envp[]);int execv(const char *path, char *const argv[]);int execvp(const char *file, char *const argv[]);

带l的表示参数是变长的，最后以(char*)0结尾，不带l的可以用数组的形式传参。

带p的会从系统PATH中搜素命令，不带p的则需要给出绝对路径。