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非阻塞调用waitpid
这样父进程就不会阻塞，此时循环使用我们可以让父进程执行其他任务而不是阻塞等待

进程程序替换
进程=PCB+加载到内存中的代码和数据
替换就是完全替换当前进程的代码段、数据段、堆和栈，保存当前的PCB

代码指的是二进制代码不是源码！！！

  #include <unistd.h>extern char **environ;int execl(const char *pathname, const char *arg, .../* (char  *) NULL */);int execlp(const char *file, const char *arg, .../* (char  *) NULL */);int execle(const char *pathname, const char *arg, .../*, (char *) NULL, char *const envp[] */);int execv(const char *pathname, char *const argv[]);int execvp(const char *file, char *const argv[]);int execvpe(const char *file, char *const argv[],char *const envp[]);

pathname是要执行的可执行文件的完整路径​ /bin/ls
file程序名，不带路径在环境变量PATH查找

l就是list，以可变参数的形式传递"ls",“-l”,“NULL”
p就是会从环境变量查找，只要程序名即可
e就是环境变量数组
v就是vector以指针数组的形式传递

自定义shell的编写

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <cstdlib>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <cstring>
#include <unordered_map>
#include <string>#define COMMAD_SIZE 1024
#define FORMAT "[%s@%s %s]# "// 下面是shell定义的全局数据// 1.命令行参数
#define MAXARGC 128
char *g_argv[MAXARGC];
int g_argc = 0;// 2.环境变量表
#define MAX_ENVS 100
char *g_env[MAX_ENVS];
int g_envs = 0;// 3.别名映射表
std::unordered_map<std::string, std::string> alias_list; // la对于ls -a// for test
char cwd[1024];
char cwdenv[1024];
char oldpwd[1024];
// last exit code
int lastcode = 0; // 最新子进程退出码const char *GetUserName()
{const char *name = getenv("USER");return name == NULL ? "None" : name;
}const char *GetHostName() // 变化不大，可以不用系统调用。其实最好也用系统调用
{const char *hostname = getenv("HOSTNAME");return hostname == NULL ? "None" : hostname;
}// 切换路径时，环境变量表也要切换。因此我们要更新环境变量。
// 注意我们自定义shell的环境变量表继承自shell
// 路径先变，环境变量才变，调用系统调用
const char *GetPwd()
{const char *pwd = getcwd(cwd, sizeof(cwd));if (pwd){snprintf(cwdenv, sizeof(cwdenv), "PWD=%s", cwd);putenv(cwdenv);}return pwd == NULL ? "None" : pwd;
}const char *GetOldPwd()
{return getenv("OLDPWD");
}
const char *GetHome()
{return getenv("HOME");
}void InitEnv()
{extern char **environ; // 头文件#include <unistd.h>定义了这个，这里是声明memset(g_env, 0, sizeof(g_env));// 本来从父进程继承，现在直接从配置文件（操作系统）来// 1.获取环境变量for (int i = 0; environ[i]; i++){// 申请空间// 别用sizeof，sizeof得到的是指针大小g_env[i] = (char *)malloc(strlen(environ[i]) + 1);strcpy(g_env[i], environ[i]);g_envs++;}g_env[g_envs] = NULL;// 2.导入环境变量// 增量修改for (int i = 0; g_env[i]; i++){putenv(g_env[i]);}// environ=g_env;完全重置
}// command 内建命令
bool Cd()
{memset(oldpwd, 0, sizeof(oldpwd));snprintf(oldpwd, sizeof(oldpwd), "OLDPWD=%s", GetPwd());putenv(oldpwd);if (g_argc == 1){std::string home = GetHome();if (home.empty())return true;chdir(home.c_str());}else{std::string where = g_argv[1];if (where == "-")chdir(GetOldPwd());else if (where == "~")chdir(GetHome());elsechdir(where.c_str());}return true;// cd argc = 1if (g_argc == 1){std::string home = GetHome();if (home.empty())return true;chdir(home.c_str());}else{std::string where = g_argv[1];// cd - / cd ~if (where == "-"){// Todu}else if (where == "~"){// Todu}else{chdir(where.c_str());}}return true;
}void Echo()
{if (g_argc == 2){std::string opt = g_argv[1];if (opt == "$?"){std::cout << lastcode << std::endl;lastcode = 0; // echo执行完，退出码应该是0}else if (opt[0] == '$'){std::string env_name = opt.substr(1);const char *env_value = getenv(env_name.c_str());if (env_value)std::cout << env_value << std::endl;}else{std::cout << opt << std::endl;}}
}
// 防止自定义bash路径名太长
/*std::string DirName(const char *pwd)
{
#define SLASH "/"std::string dir = pwd;if (dir == SLASH)return SLASH; // 只有根目录直接返回auto pos = dir.rfind(SLASH);return dir.substr(pos + 1);
}*/
// 命令行提示符
void MakeCommandLine(char cmd_prompt[], int size)
{snprintf(cmd_prompt, size, FORMAT, GetUserName(), GetHostName(), GetPwd());
}
// 打印命令行提示符
void PrintCommandPrompt()
{char prompt[COMMAD_SIZE];MakeCommandLine(prompt, sizeof(prompt));std::cout << prompt;fflush(stdout);
}
bool GetCommandLine(char *out, int size)
{char *c = fgets(out, size, stdin);if (c == NULL)return false;out[strlen(out) - 1] = 0; // 清理\nif (strlen(out) == 0)return false; // 只输入了/nreturn true;
}
// 3.命令行分析 "ls -a -l" 解析为 "ls" "-a" "-l"
bool CommandParse(char *commandline)
{
#define SEP " "g_argc = 0;g_argv[g_argc++] = strtok(commandline, SEP);while(g_argv[g_argc++] = strtok(nullptr, SEP));g_argc--;return g_argc > 0 ? true : false;
}void PrintArgv()
{for (int i = 0; g_argv[i]; i++){printf("argv[%d]->%s\n", i, g_argv[i]);}printf("argc: %d\n", g_argc);
}bool CheckAndExecBuiltin()
{std::string cmd = g_argv[0];if (cmd == "cd"){Cd();return true;}else if (cmd == "echo"){Echo();return true;}else if (cmd == "export")return true;else if (cmd == "alias")return true;return false;
}int Execute()
{pid_t id = fork();if (id == 0){// childexecvp(g_argv[0], g_argv);exit(1); // 一旦替换exit不会执行}// fatherint status = 0;pid_t rid = waitpid(id, &status, 0);if (rid > 0)                        // 等待成功lastcode = WEXITSTATUS(status); // 获取子进程退出码return 0;
}int main()
{InitEnv();while (true) // 死循环{// 1.输出命令行提示符PrintCommandPrompt();// 2.获取用户输入的命令char commandline[COMMAD_SIZE];if (!GetCommandLine(commandline, COMMAD_SIZE))continue;// 3.命令行分析,并将分析后的命令行导入全面变量表中if (!CommandParse(commandline))continue;// 检测是否是内建命令，若是直接调用然后continue，若不是则执行下面的if (CheckAndExecBuiltin())continue;;Execute();}return 0;
}