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shell的模拟实现 ─── linux第16课

news 来源：原创 2025/8/25 9:16:09

在shell的命令行中输入命令,会有两种执行命令的途径

shell自己执行
shell创建子进程(fork ,exit ,waitpid,exec) ,子进程去执行

shell自己执行的命令是自建命令(bulit command)

子进程执行的是非自建命令

第一版只能维护命令行参数表+创建子进程, 执行非内建命令

我们先创建了命令行提示符 ,获取了命令行的内容,维护了命令行参数表,创建了子进程进行命令的执行

1 #include<iostream>2 #include<cstdio>3 #include<stdlib.h>4 #include<cstring>5 #include<string>6 #include<unistd.h>7 #include<sys/types.h>8 #include<sys/wait.h>9 10 using namespace std;11 const int charsize =1024;12 const int gargvnum =64;13 14 //全局的15 char* gargv[gargvnum];16 int gargc;17 18 19 int lastcode = 0;20 21 string GetUsrName()22 {23     string name =getenv("USER");24     return name.empty()?  "None" : name;25 }26 string GetHostName()27 {28     string name =getenv("HOSTNAME");29     return name.empty()?  "None" : name;30 }31 string GetPwd()32 {33     string name =getenv("PWD");34     return name.empty()?  "None" : name;35 }36 string MakeCommandLine()37 {  //[root@hcss-ecs-1f3a lesson17]#  38     char CommandLine[charsize];39     snprintf(CommandLine ,charsize,"[%s@%s %s]# ",\40         GetUsrName().c_str(),GetHostName().c_str(),GetPwd().c_str());41     return CommandLine;42 }43 void PrintCommandLine()//1.打印命令行提示符44 {45     printf("%s",MakeCommandLine().c_str());46     fflush(stdout);47 }48 49 50 bool GetCommand(char Command_buff[] ,int size)//2.获取命令51 {52     //将命令输出到字符数组中53     //ls -a -l -n54     char*result =fgets(Command_buff,size,stdin);55     if(!result)56     {57         return false;58     }59     Command_buff[strlen(Command_buff)-1]= 0;//fgets会将回车(\n)也输入60     if(strlen(Command_buff) == 0) return false;//strlen遇0(\0)会停下来61     return true;62 }63 64  void ParseCommand(char Command_buff[] ,int size)//3.分析命令65 {66     memset(gargv ,0,sizeof(gargv));67     gargc=0;68     const char* SEP =" ";69     gargv[gargc++] = strtok(Command_buff ,SEP);//strtok 会在字符串中查找分隔符，并将分隔符替换为 \0，从而将字符串分割成多个70     while((bool)(gargv[gargc++] = strtok(nullptr,SEP)));//strtok后续使用要用nullptr代替元字符串71     gargc--;72 }73 74 void debug()75 {76     printf("argc: %d\n", gargc);77     for(int i = 0; gargv[i]; i++)78     {79         printf("argv[%d]: %s\n", i, gargv[i]);80     }81 }85 bool ExecuteCommand()//4.执行命令86 {87     pid_t id =fork();88     if(id ==0)89     {//子进程90         int ret =execvp(gargv[0],gargv);91         if(ret ==-1) cout<<"子进程出错\n"<<endl;92         exit(1);93     }94     int status =0;95     pid_t rid =waitpid(id,&status ,0);96     if(rid >0)97     {98         if(WIFEXITED(status))99         {
100            lastcode=WEXITSTATUS(status);
101         }
102         else lastcode =100;
103         return true;
104     }
105     return false;
106 
107 }
108 
109 int main()
110 {
111     char Command_buff[charsize];
112     while(true)
113     {
114         PrintCommandLine();//1.打印命令行提示符
115 
116         if(!GetCommand(Command_buff,charsize))//2.获取命令
117         {
118             continue;
119         }
120         ParseCommand(Command_buff ,charsize);//3.分析命令
121         //debug();
122         ExecuteCommand();//4.执行命令
123     }
124     return 0;
125 }

第一版的执行结果:

第一版在执行cd ..时,是改变了子进程的cwd,子进程执行完又退了,无法影响下面的进程,cd.. 不能让子进程执行.
所以cd .. 或cd / 是自建命令 ,需要shell自己执行,以便可以影响到下面的进程(例如在/ 目录下创建文件)

第二版能维护命令行参数表+执行cd命令 ,判断了是否是自建命令(mysell自己执行自建命令,可以对环境变量发生改变),子进程执行其他命令.

在执行创建子进程前判断,命令是否是内建命令(是否是cd 命令),是否要创建子进程.

getpwd不再是从环境变量中拿,从pcb中拿(因为pcb中是实时的),拿完更新环境变量(命令行提示符每次运行都会刷新,借此来维护cd 后的环境变量).

    #include<iostream>2 #include<cstdio>3 #include<stdlib.h>4 #include<cstring>5 #include<string>6 #include<unistd.h>7 #include<sys/types.h>8 #include<sys/wait.h>9 10 using namespace std;11 const int charsize =1024;12 const int gargvnum =64;14 //全局的15 char* gargv[gargvnum];16 int gargc;17 19 20 21 //全局的当前shell的工作路径(定义到全局不会被销毁)22 char pwd[charsize];23 char pwdenv[charsize];24 25 int lastcode = 0;26 27 string GetUsrName()28 {29     string name =getenv("USER");30     return name.empty()?  "None" : name;31 }32 string GetHostName()33 {34     string name =getenv("HOSTNAME");35     return name.empty()?  "None" : name;36 }string GetPwd()38 {39     //string name =getenv("PWD");40     //return name.empty()?  "None" : name;41 42 43     //从pcb中直接拿pwd44     if(nullptr ==  getcwd(pwd,sizeof(pwd))) return "None";45     //拿到后还需要更新环境变量中的pwd46     snprintf(pwdenv,sizeof(pwdenv),"PWD=%s",pwd);47     putenv(pwdenv);48     return pwd;49 50 51 }52 string MakeCommandLine()53 {  //[root@hcss-ecs-1f3a lesson17]#  54     char CommandLine[charsize];55     snprintf(CommandLine ,charsize,"[%s@%s %s]# ",\56         GetUsrName().c_str(),GetHostName().c_str(),GetPwd().c_str());57     return CommandLine;58 }59 void PrintCommandLine()//1.打印命令行提示符60 {61     printf("%s",MakeCommandLine().c_str());62     fflush(stdout);63 }64 65 66 bool GetCommand(char Command_buff[] ,int size)//2.获取命令67 {68     //将命令输出到字符数组中69     //ls -a -l -n70     char*result =fgets(Command_buff,size,stdin);71     if(!result)72     {73         return false;74     }75     Command_buff[strlen(Command_buff)-1]= 0;//fgets会将回车(\n)也输入76     if(strlen(Command_buff) == 0) return false;//strlen遇0(\0)会停下来77     return true;78 }80  void ParseCommand(char Command_buff[] ,int size)//3.分析命令81 {82     memset(gargv ,0,sizeof(gargv));83     gargc=0;84     const char* SEP =" ";85     gargv[gargc++] = strtok(Command_buff ,SEP);//strtok 会在字符串中查找分隔符，并将分隔符替换为 \0，从而将字符串分割成多个86     while((bool)(gargv[gargc++] = strtok(nullptr,SEP)));//strtok后续使用要用nullptr代替元字符串87     gargc--;88 }89 90 void debug()91 {92     printf("argc: %d\n", gargc);93     for(int i = 0; gargv[i]; i++)94     {95         printf("argv[%d]: %s\n", i, gargv[i]);96     }97 }98 99 
100 
101 bool ExecuteCommand()//4.执行命令
102 {
103     pid_t id =fork();
104     if(id ==0)
105     {//子进程
106         int ret =execvp(gargv[0],gargv);
107         if(ret ==-1) cout<<"子进程出错\n"<<endl;
108         exit(1);
109     }
110     int status =0;
111     pid_t rid =waitpid(id,&status ,0);
112     if(rid >0)
113     {
114         if(WIFEXITED(status))
115         {
116            lastcode=WEXITSTATUS(status);
117         }
118         else lastcode =100;
119         return true;
120     }return false;
122 
123 }
124 
125 //内建命令的执行(调用函数,改变状态)
126 bool CheckandExecBuiltCommand()
127 {   //使用穷举法找内建命令
128     if(0 == strcmp(gargv[0],"cd"))
129     {
130         if(gargc == 2)
131         {
132             chdir(gargv[1]);
133         }
134         return true;
135     }
136     return false;
137 
138 }
139 
140 int main()
141 {
142     char Command_buff[charsize];
143     while(true)
144     {
145         PrintCommandLine();//1.打印命令行提示符
146 
147         if(!GetCommand(Command_buff,charsize))//2.获取命令
148         {
149             continue;
150         }
151         ParseCommand(Command_buff ,charsize);//3.分析命令
152         //debug();
153         //判断是否是内建命令,shell自己执行
154         if(CheckandExecBuiltCommand())//是内建命令并执行
155         {
156             continue;
157         }
158         //不是内建命令,创建子进程执行
159         ExecuteCommand();//4.执行命令
160     }
161     return 0;
162 }

第二版执行结果:

第三版模拟真实shell从系统文件中获取环境变量,维护命令行参数表+维护环境变量表(execvpe)

myshell前面的两版都是从系统shell中获取的环境变量表
实际上,系统shell开启时,是从系统文件中获取环境变量表,但是这个过程涉及shell脚本(比较难搞,意义不大),
所以我们用将系统shell的环境变量表手动拷贝到myshell中的过程来模拟系统shell开启时,是从系统文件中获取环境变量表

要让myshell执行的子进程的环境变量与myshell一致(不与系统shell一致)使用execvpe
系统的shell维护了两张表(命令行参数表+环境变量表)

第三版拷贝了环境变量表,维护了环境变量表(exxcvpe),增加了内置命令

第三版运行结果:

shell的模拟实现 ─── linux第16课

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2025DNS二级域名分发PHP网站源码

安装教程 1.程序必须使用PHP8.1 2.将扩展ixed.8.1.lin放入/www/server/php/81/lib/php/extensions/no-debug-non-zts-20210902 3.打开宝塔→软件商店→PHP8.1→配置文件 4.放入：extensionixed.8.1.lin 5.重启PHP8.1 6.新建站点（mysql5.6-5.7andPHP8.1&a…...

编程日记 2025/8/25 9:00:29

审批流AntV框架蚂蚁数据可视化X6饼图（附注释）

大家好，这次使用的是AntV的蚂蚁数据可视化X6框架，类似于审批流的场景等，代码如下： X6框架参考网址：https://x6.antv.vision/zh/examples/showcase/practices#bpmn 可以进入该网址，直接复制下方代码进行调试…...

编程日记 2025/8/20 2:34:41

git 添加额外的远程仓库 URL

要使用 git branch -a 查看 net-next 远程仓库中的所有分支，请按照以下步骤操作： 步骤 1: 确保已添加 net-next 远程仓库如果尚未添加 net-next 远程仓库，请运行以下命令： git remote add net-next git://git.kernel.org/pub/s…...

编程日记 2025/8/23 5:21:07

Qt中实现多个QMainWindow同时显示

在Qt中实现多个QMainWindow同时显示，可通过以下方法实现： 一、直接显示多个实例必须使用new创建堆对象，避免栈对象因作用域结束被销毁‌。 int main(int argc, char *argv[]) {QApplication a(argc, argv);// 创建两个独立的主窗口QMainW…...

编程日记 2025/8/23 2:14:47

在ArcMap中通过Python编写自定义工具（Python Toolbox）实现点转线工具

文章目录一、需求二、实现过程2.1、创建Python工具箱（.pyt）2.2、使用catalog测试代码2.3、在ArcMap中使用工具三、测试一、需求通过插件的形式将点转线功能嵌入ArcMap界面，如何从零开始创建一个插件，包括按钮的添加、工具的实…...

编程日记 2025/8/20 14:09:14

关于AI数据分析可行性的初步评估

一、结论：可在部分环节嵌入，无法直接处理大量数据 1.非本地部署的AI应用处理非机密文件没问题，内部文件要注意数据安全风险。 2.AI（指高规格大模型）十分适合探索性研究分析，对复杂报告无法全流程执行&…...

编程日记 2025/8/22 7:35:03

cdn取消接口缓存

添加cdn后，使用cdn加速域名访问接口是缓存，不是最新的数据，如果使用局域网则是最新的数据，如果修改配置，确保使用cdn域名请求的接口返回不是缓存要确保通过CDN加速域名访问接口时返回的是最新的数据，而不…...

编程日记 2025/8/23 4:46:18

Android 屏幕适配 Tips

概念屏幕尺寸：屏幕的对角线的长度屏幕分辨率：屏幕分辨率是指在横纵向上的像素点数，单位是px，1px1个像素点。一般以纵向像素x横向像素，如1960x1080屏幕像素密度：每英寸上的像素点数，单位是dpi …...

编程日记 2025/8/21 11:27:57

【Academy】HTTP Host 标头攻击 ------ HTTP Host header attacks

HTTP Host 标头攻击 ------ HTTP Host header attacks 1. 什么是 HTTP Host 标头？2. 什么是 HTTP Host 标头攻击？3. HTTP Host 标头漏洞是如何产生的？4. 如何测试 HTTP Host 标头漏洞4.1 提供任意 Host 标头4.2 检查有缺陷的验证4.3 发送不明…...

编程日记 2025/8/24 6:53:47

大模型架构记录2

一应用场景 1.1 prompt 示例 1.2 自己搭建一个UI界面，调用接口可以选用不同的模型，需要对应的API KEY 二 Agent 使用 2.1 构建GPT...

编程日记 2025/8/16 11:42:06

在Windows 11的WSL中安装Kali Linux

Kali Linux 是网络安全从业者和爱好者的首选工具集，但直接在物理机或虚拟机上运行可能占用较多资源。借助 Windows Subsystem for Linux (WSL)，我们可以在Windows 11中原生运行Kali Linux，轻量且高效。本教程将手把手教你如何在WSL2中安装并配…...

编程日记 2025/8/24 20:36:06

QT编程环境 QT在Windows操作系统下的三种编程环境搭建。方案编程环境编译器调试器1Qt CreatorMinGW GCCGDB2Qt CreatorMicrosoft Visual C CompilerDebugging Tools for Widows3Microsoft Visual Studio VS自带VS自带方案提及的QT安装程序及压缩包均能在官网Index of /off…...

编程日记 2025/8/23 12:45:41

一篇文章讲解清楚ARM9芯片启动流程

SAM9X60 ARM9 boot启动流程关键词介绍： 第一级bootloader - 也叫boot ROM，是集成在MPU内部的ROM里面它的主要功能是执行对MPU的基本初始化和配置，查找并将第二级bootloader从外部NVM中读取出来并放到MPU内部的SRAM. 可以让MPU强制停留在第一…...

编程日记 2025/8/19 9:04:37