实验二 Linux 进程管理

• 姓名：梁晓静 学号：1405010530

1、实验题目

• 实现一个简单的shell（命令行解释器）

2、实验目的

• 在Linux系统下，通过c语言编程完成一个自己的shell

3、实验平台

• Linux系统虚拟机

4、实验要求

你的 shell 类似于 sh,bash,csh 等，必须支持以下内部命令：

• cd <目录>：更改当前的工作目录到另一个<目录>。如果<目录>未指定，输出当前工作目录。如果<目录>不存在，应当有适当的错误信息提示。这个命令应该也能改变 PWD 的环境变量。
• environ：出所有环境变量字符串的设置（类似于 Unix系统下的env命令）。
• echo <内容 >：显示 echo 后的内容且换行。
• help：简短概要的输出你的 shell 的使用方法和基本功能。
• jobs：输出 shell当前的一系列子进程，必须提供子进程的命名和PID号。
• quit,exit,bye：退出 shell。

5、实验内容和步骤

①编写shell程序：

②运行各命令行：

5、程序清单

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <errno.h>
#include <sys/stat.h>
void help()
{
    printf( "   帮助\n"
            "   命令                      功能\n"
            "   cd            更改当前的工作目录到另一个<目录>\n"
            "   environ       列出所有环境变量字符串的设置\n"
            "   echo          显示echo后面的内容并换行\n"
            "   help          显示帮助信息\n"
            "   jobs          输出shell当前的一系列子进程，包括子进程的命名和PID号\n"
            "   ls            显示当前目录的所有文件\n"
            "   quit|exit|bye 退出shell\n");
}
int main()
{
    char n[100];
    pid_t pid;
    char buf1[1024],buf2[1024];
    int i=0;
    char *p;
    int argc=0;
    char *argv[10];
    while(1)
    {
        argc=0;          //参数个数初始化为0
        for(i=0; i<10; i++)
        {
            argv[i]=NULL;//字符串数组赋初值
        }
        memset(n,0,100);//数组清零（将n数组的前100个字节用0替换）
        char *username=getenv("USER");
        gethostname(buf1,sizeof buf1);//返回本地主机的标准主机名
        getwd(buf2);                //获取当前路径
        strtok(buf1,"");
        printf("%s@%s %s $ ",username,buf1,buf2);
        fgets(n,100,stdin);
        n[strlen(n)-1]=0;
        p=strtok(n," ");       //根据空格分开，并获得头指令
        while(p&&argc<10)
        {
            argv[argc]=p;
            p=strtok(NULL," ");
            argc++;
        }
        if(argc<10)
        {
            argv[argc]=NULL;
        }                  //字符截取
        if(!strcmp(argv[0],"exit")||!strcmp(argv[0],"quit")||!strcmp(argv[0],"bye"))
            break;
        else if(!strcmp(argv[0],"cd"))
        {
            if(chdir(argv[1])<0)
                printf("  打开失败!\n");
        }
        else if(!strcmp(argv[0],"ls"))
        {
            if((pid=fork())<0)
            {
                printf("   fork error\n");
                exit(0);
            }
            else if(pid==0)
            {
                if(execl("/bin/ls","ls",NULL)<0);
                printf("   execl error\n");
                exit(0);
            }
            waitpid(pid,0,0);
        }
        else if(!strcmp(argv[0],"echo"))
        {
            printf("%s\n",argv[1]);
        }
        else if(!strcmp(argv[0],"help"))
            help();
        else if(!strcmp(argv[0],"env"))
        {
            if((pid=fork())<0)
            {
                printf("   fork error\n");
                exit(0);
            }
            else if(pid==0)
            {
                if(execl("/bin/env","env",NULL)<0)
                    printf("   execl error\n");
                exit(0);
            }
            waitpid(pid,0,0);
        }
        else if(!strcmp(argv[0],"jobs"))
            system("ps");  //调用ps函数查看子进程
    }
    return 0;
}

6、实验体会

• 1、本实验的关键在于shell源码的编写，一开始无从下手，直接在百度上搜的又不全面，但是通过对其中一段代码的学习，大致思路便清晰了，也理解了如fork，memset，strtok，chdir等函数的功能和用法。
• 2、关键思路在于输入命令行与相应字符串对比，如果相等就执行。此时用到strcmp函数，如果两个字符串相等就返回0，所以就决定了if语句中的判断条件。实验用到argv[]字符串数组，argv[0]存储命令行字符，argv【1】存储相应目录名和内容。通过strtok函数进行字符串截取，cd中，当argv【1】<0表示输入为空，此时显示“打开失败！”。echo中，直接通过printf函数输出argv【1】表示的内容。
• 3、在 Linux 中创建子进程要使用fork()函数，执行新的命令要使用exec()系列函数，这里使用execl(const char *path, const char *arg,...)函数，const char *arg以及省略号代表的参数可被视为arg0,arg1,...,argn.他们合起来描述了指向NULL结尾的字符串的指针列表,即执行程序的参数列表.作为约定,第一个 arg 参数应该指向执行程序名自身,参数列表必须用 NULL 指针结束. shell等待子进程结束才能执行新的命令，所以使用waitpid()函数，结束终止进程使用 exit()函数。
• 4、好吧，代码是借鉴班上大神的，不过我改成了字符串截取然后进行比较，而不是直接通过输入字符串数组n进行操作。花了很久差不多把每行代码都弄懂，一开始最大的误解，我以为每个命令行都要自己去编写代码实现功能，其实是可以调用系统自身就有的!