实验3 简单shell的设计和实现

目 录

一、 实验内容描述 2

二、 设计、实验构思 2

三、 实验结果 7

四、 实验心得与建议 9

五、 完成人姓名及完成时间 10

实验目的：

1、练习使用编程环境，包括shell的命令，vi和gcc编译器。

2、体会进程概念，了解fork，execve，wait等系统调用。

实验要求实现允许输入命令带参数的简单shell。

实验具体要求如下：

程序中利用fork()函数创建一个新的进程，即子进程，并在子进程中调用execve()函数，实现指令的执行。在父进程中，调用waitpid()函数，等待子进程终止后父进程执行，继续进行下一轮的指令输入和执行。

实现函数print_promt()，该函数用于打印输入提示字：

运行程序后，首先会打印出一行输入提示字，并显示当前工作路径，然后while循环输入，输入的内容存入字符数组buf中，调用函数read_from_buf()，将buf中的内容用空格分开，存入字符串数组argv中，并将命令和参数的个数保存在变量argc中，该函数在下面会具体介绍。之后调用fork()函数创建子进程，并在子进程中调用execve()函数执行命令。父进程中调用waitpid()等待子进程的状态更改。

init函数实现如下：

对全局变量argv和argc进行初始化

在APUE第三版课本程序上进行修改，字符数组buf保存用户的输入，包括命令和参数。由于shell命令的命令名和各参数之间是用空格分隔开的，因此可以用空格作为分界符。通过一个循环可以把buf数组中的命令和各个参数依次分隔开，并将其中的每一项取出来赋给字符串数组argv，int类型的argc用于记录命令和参数的总个数，每次读取前需要先初始化，将argv数组清空，argc置零。注意argv数组的最后一个指针必须是NULL。接着就可以调用execve(argv[0], argv, environ)来执行用户输入的命令。

该功能用函数read_from_buf()实现，具体如下：

type用于指示当前参数的类型，0表示常规，1表示读文件，2表示写文件。rf和wf均为全局变量。

首先对buf整体进行处理，将最后一个换行符修改为结束符’’。

然后调用函数strtok()，将buf用空格分开。分开后得到的每个参数放入argv中，并让argv的最后一个单元为NULL。

其实到这里，大部分简单shell的输入都已经可以实现了，但是该程序还不能实现如cd、pwd以及输入输出重定向的操作，于是，我附加实现了该功能。实现cd和pwd功能需要在fork之前实现，而不要在子进程中去实现，否则会有一些小bug(比如输入cd后必须要再按一次回车才能执行成功)。而实现输入输出重定向就需要用到我定义在全局的rf，wf以及dup2函数了。具体程序如下：

该功能使用redirect()函数实现，具体如下：

至此，shell基本功能都可以实现了。

源程序名

可执行程序名

shell.c

shell

编译生成可执行文件：

使用如下指令：

`make shell`，即可得到可执行文件`shell`

运行程序：

观察到输入提示字显示正常。

观察到结果正确。

观察到结果正确。

观察到结果正确，目录/usr/下没有ls程序。

观察到结果正确。

观察到结果正确。

使用diff命令查看两文件内容是否一致，无输出，说明两文件内容一致，结果正确。

实验心得：本次实验实现的一个简单的myshell还是有很多的不足，虽然额外实现了cd、pwd这些简单的命令，但是还是不能支持真正shell的一些功能比如：tab补全、回溯到上一条指令等等。这让我体会到只是一个简单的shell黑窗口的开发难度也是不容小觑的，linux能发展到今天这种程度离不开前人的智慧和创造力，我们要站在巨人的肩膀上不断学习、勇攀高峰。

建议：希望老师能够提前发布下一次实验课的任务，这样可以让我们有时间对实验进行预习，使得实验的完成更加顺利。

完成人姓名

完成时间

姚怀聿

2022年11月5日

完整代码链接：https://gitee.com/i-rong/huaiyuyao/tree/master/unix/homework