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wzjs 2025/9/12 5:40:21

网站生成wap,海外网络推广专员招聘,专业企业网站搭建推荐,大学生网页设计实训报告目录 1、目标 2、显示命令提示符 2.1 getenv 2.2 getcwd 2.3 putenv 3、获取用户输入的命令 4、解析命令 5、处理内建命令 6、处理外部命令 7、完整代码 7.1 myshell.cpp 7.2 Makefile 1、目标实现一个Linux的myshell，有以下基本的功能。显示命令提示…

1、目标

2、显示命令提示符

2.1 getenv

2.2 getcwd

2.3 putenv

3、获取用户输入的命令

4、解析命令

5、处理内建命令

6、处理外部命令

7、完整代码

7.1 myshell.cpp

7.2 Makefile

1、目标

实现一个Linux的myshell，有以下基本的功能。

显示命令提示符
获取用户输入的命令
解析命令
处理内建命令
处理外部命令

myshell有一张命令行参数表和环境变量表(继承bash的，其实应该要从配置文件中获取，但比较麻烦)。

2、显示命令提示符

这里就要了解一下：getenv()，getcwd()，putenv()了。

2.1 getenv

获取环境变量。

char *getenv(const char *name);

根据环境变量名（如 "PATH"）返回其对应的值（字符串）。
如果变量不存在，返回 NULL。

2.2 getcwd

获取当前工作路径。

char *getcwd(char *buf, size_t size);

将当前工作目录的绝对路径写入 buf，并返回 buf。
需确保 buf 足够大（否则返回 NULL，errno = ERANGE）。

注意：

进程的环境变量表中的PWD，是根据进程的CWD(进程当前的工作路径，在/proc/pid/下可以看到)，进行更新的。

2.3 putenv

设置环境变量。

int putenv(char *string);

设置环境变量，格式为 "KEY=VALUE" 的字符串。如果已存在相同的KEY，就覆盖VALUE。
成功返回 0，失败返回非零。

注意：

putenv()，传的是指针，要放在环境变量表里，生命周期要和程序一样长，所以传全局变量。

改变这个全局变量，环境变量表中也会改变(当时不太理解，中坑了。)

const char* getUserName()
{const char* USER = getenv("USER");return USER == NULL?"None":USER;
}const char* getHostName()
{const char* HOSTNAME = getenv("HOSTNAME");return HOSTNAME == NULL?"None":HOSTNAME;
}std::string getCwd()
{char cwdenv[1024];char* cwd = getcwd(cwdenv,sizeof(cwdenv));return cwd == NULL? "None":cwdenv; // 因为返回的是局部变量,所以使用string,进行拷贝
}char pwd[1024];
void cmdPrompt()
{std::string path = getCwd();// 更新环境变量PWD,不能putenv局部变量。snprintf(pwd,sizeof(pwd),"PWD=%s",path.c_str());putenv(pwd);if(path.size() != 1) // 不是/根目录{int index = path.rfind('/');path = path.substr(index+1);}std::cout<<"["<<getUserName()<<"@"<<getHostName()<<" "<<path<<"]"<<"$$";
}

3、获取用户输入的命令

bool getCmd(char cmd[],int size)
{char* s = fgets(cmd,size,stdin);if(s != NULL){int len = strlen(cmd);cmd[len-1] = '\0'; // fgets会读取'\n',需要处理}return s != NULL;
}

获取成功，返回true，获取失败，返回false。

4、解析命令

bool parseCmd(char cmd[],char* argv[])
{const char* delim = " ";char* token = strtok(cmd,delim);int i = 0;while(token != NULL){argv[i] = token;token = strtok(NULL,delim);++i;}argv[i] = NULL; // 进程替换,要求以NULL结尾return i != 0;
}

char *strtok(char *str, const char *delim);

str：要分割的字符串。第一次调用时传入原始字符串，后续调用传入 NULL。
delim：包含所有可能分隔符的字符串。
返回分割出的子字符串的指针。如果没有更多子字符串，则返回 NULL。
strtok 会在找到的分隔符位置插入 '\0' 字符，因此会修改原始字符串。

5、处理内建命令

内建命令，需要父进程自己执行(如：cd，需要改变自己的路径)，或父进程自己执行，效率更高(如：echo)。

std::string getCwd()
{char cwdenv[1024];char* cwd = getcwd(cwdenv,sizeof(cwdenv));return cwd == NULL? "None":cwdenv; // 因为返回的是局部变量,所以使用string,进行拷贝
}const char* getHome()
{const char* HOME = getenv("HOME");return HOME == NULL?"None":HOME;
}const char* getOldPwd()
{const char* OLDPWD = getenv("OLDPWD");return OLDPWD == NULL?"None":OLDPWD;
}char oldPwd[1024];
void cd(char* argv[])
{ std::string cwdenv = getCwd();if(argv[1] == NULL || strcmp(argv[1],"~") == 0){snprintf(oldPwd,sizeof(oldPwd),"OLDPWD=%s",cwdenv.c_str());putenv(oldPwd); // 更新OLDPWDchdir(getHome());}else if(strcmp(argv[1],"-") == 0){chdir(getOldPwd());snprintf(oldPwd,sizeof(oldPwd),"OLDPWD=%s",cwdenv.c_str());putenv(oldPwd);}else{snprintf(oldPwd,sizeof(oldPwd),"OLDPWD=%s",cwdenv.c_str());putenv(oldPwd); // 更新OLDPWDchdir(argv[1]);}
}int lastExitno = 0;
void echo(char* argv[])
{if(argv[1] == NULL)return;std::string cmd = argv[1];// echo $?// echo $PATH// echo "hello world"if(cmd[0] == '$'){if(cmd.substr(1) == "?"){std::cout<<lastExitno<<std::endl;lastExitno = 0;}else{if(getenv(cmd.substr(1).c_str()))std::cout<<getenv(cmd.substr(1).c_str())<<std::endl;}}else{std::cout<<cmd<<std::endl;}
}bool executeBuiltIn(char* argv[])
{std::string cmd = argv[0];if(cmd == "cd"){cd(argv);return true;}else if(cmd == "echo"){echo(argv);return true;}// ...else{}return false;
}

注意：

    else if(strcmp(argv[1],"-") == 0){chdir(getOldPwd());snprintf(oldPwd,sizeof(oldPwd),"OLDPWD=%s",cwdenv.c_str());putenv(oldPwd);}

如果之前putenv(oldPwd)，传的是指针，

若先snprintf(oldPwd,sizeof(oldPwd),"OLDPWD=%s",cwdenv.c_str());

那么，环境变量表中的OLDPWD就已经是CWD了，那么chdir(getOldPwd());就出错了。

6、处理外部命令

外部命令，防止父进程挂了，所以创建子进程，进行程序替换(可执行任意程序)。

int executeExternal(char* argv[])
{pid_t id = fork();if(id == -1)return 1;if(id == 0){execvp(argv[0],argv);exit(2);}int status = 0;pid_t wid = waitpid(id,&status,0);if(wid == id && WIFEXITED(status)) // 子进程退出,且是正常退出lastExitno = WEXITSTATUS(status);return 0;
}

7、完整代码

7.1 myshell.cpp

#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <string>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>const char* getUserName()
{const char* USER = getenv("USER");return USER == NULL?"None":USER;
}const char* getHostName()
{const char* HOSTNAME = getenv("HOSTNAME");return HOSTNAME == NULL?"None":HOSTNAME;
}const char* getHome()
{const char* HOME = getenv("HOME");return HOME == NULL?"None":HOME;
}std::string getCwd()
{char cwdenv[1024];char* cwd = getcwd(cwdenv,sizeof(cwdenv));return cwd == NULL? "None":cwdenv; // 因为返回的是局部变量,所以使用string,进行拷贝
}const char* getOldPwd()
{const char* OLDPWD = getenv("OLDPWD");return OLDPWD == NULL?"None":OLDPWD;
}char pwd[1024];
void cmdPrompt()
{std::string path = getCwd();// 更新环境变量PWD,不能putenv局部变量。snprintf(pwd,sizeof(pwd),"PWD=%s",path.c_str());putenv(pwd);if(path.size() != 1) // 不是/根目录{int index = path.rfind('/');path = path.substr(index+1);}std::cout<<"["<<getUserName()<<"@"<<getHostName()<<" "<<path<<"]"<<"$$";
}bool getCmd(char cmd[],int size)
{char* s = fgets(cmd,size,stdin);if(s != NULL){int len = strlen(cmd);cmd[len-1] = '\0'; // fgets会读取'\n',需要处理}return s != NULL;
}bool parseCmd(char cmd[],char* argv[])
{const char* delim = " ";char* token = strtok(cmd,delim);int i = 0;while(token != NULL){argv[i] = token;token = strtok(NULL,delim);++i;}argv[i] = NULL; // 进程替换,要求以NULL结尾return i != 0;
}char oldPwd[1024];
void cd(char* argv[])
{ std::string cwdenv = getCwd();if(argv[1] == NULL || strcmp(argv[1],"~") == 0){snprintf(oldPwd,sizeof(oldPwd),"OLDPWD=%s",cwdenv.c_str());putenv(oldPwd); // 更新OLDPWDchdir(getHome());}else if(strcmp(argv[1],"-") == 0){chdir(getOldPwd());snprintf(oldPwd,sizeof(oldPwd),"OLDPWD=%s",cwdenv.c_str());putenv(oldPwd);}else{snprintf(oldPwd,sizeof(oldPwd),"OLDPWD=%s",cwdenv.c_str());putenv(oldPwd); // 更新OLDPWDchdir(argv[1]);}
}int lastExitno = 0;
void echo(char* argv[])
{if(argv[1] == NULL)return;std::string cmd = argv[1];// echo $?// echo $PATH// echo "hello world"if(cmd[0] == '$'){if(cmd.substr(1) == "?"){std::cout<<lastExitno<<std::endl;lastExitno = 0;}else{if(getenv(cmd.substr(1).c_str()))std::cout<<getenv(cmd.substr(1).c_str())<<std::endl;}}else{std::cout<<cmd<<std::endl;}
}bool executeBuiltIn(char* argv[])
{std::string cmd = argv[0];if(cmd == "cd"){cd(argv);return true;}else if(cmd == "echo"){echo(argv);return true;}// ...else{}return false;
}int executeExternal(char* argv[])
{pid_t id = fork();if(id == -1)return 1;if(id == 0){execvp(argv[0],argv);exit(2);}int status = 0;pid_t wid = waitpid(id,&status,0);if(wid == id && WIFEXITED(status)) // 子进程退出,且是正常退出lastExitno = WEXITSTATUS(status);return 0;
}int main()
{while(true){// 命令提示符cmdPrompt();// 获取用户输入命令char cmd[1024] = {0};if(!getCmd(cmd,sizeof(cmd)))continue;// 解析命令char* argv[1024] = {0};if(!parseCmd(cmd,argv))continue;// 内建命令if(executeBuiltIn(argv))continue;// 执行命令executeExternal(argv);}return 0;
}

7.2 Makefile

TARGET := myshell
SRCS := myshell.cpp
SUFFIX := .cpp
OBJS := $(SRCS:$(SUFFIX)=.o)
CC := g++$(TARGET): $(OBJS)$(CC) -o $@ $^%.o: %$(SUFFIX)$(CC) -c $<.PHONY: clean
clean:rm -f $(OBJS) $(TARGET)