Linux——自定义简单shell

自定义shell

目标

• 能处理普通命令
• 能处理内建命令
• 要能帮助我们理解内建命令/本地变量/环境变量这些概念
• 理解shell的运行

普通命令和内建命令（补充）

在Linux系统中，命令大致可以分为普通命令（通常指的是外部命令）和内建命令两大类。以下是关于这两类命令的详细解释：

一、普通命令（外部命令）

定义：普通命令，也被称为外部命令，是Linux系统中的实用程序部分。这些命令通常以单独的程序文件形式存在，并存储在系统的特定目录中（如/bin、/usr/bin、/sbin、/usr/sbin等）。

特点：
功能强大：由于外部命令通常是独立的程序，因此它们可以包含复杂的功能和算法。

不随系统一起加载：在系统启动时，外部命令并不会被加载到内存中。它们只在被需要时，由shell程序通过PATH环境变量查找并加载到内存中执行。

执行速度相对较慢：由于需要查找和加载程序文件，以及创建子进程来执行命令，因此外部命令的执行速度通常比内建命令慢。
示例：常见的外部命令包括ls（列出目录内容）、vi（文本编辑器）、grep（文本搜索工具）等。

二、内建命令

定义：内建命令是shell程序的一部分，这些命令被直接集成在shell的源代码中，并随着shell程序的启动而被加载到内存中。

特点：
执行速度快：由于内建命令是在shell程序内部执行的，因此它们不需要创建子进程或查找外部程序文件，从而提高了执行速度。

与shell紧密集成：内建命令与shell程序紧密集成，因此它们可以更方便地访问和操作shell的环境变量、函数等。

占用内存较少（但相对外部命令而言）：虽然内建命令的执行速度更快，但它们通常会占用一定的内存空间。然而，由于这些命令是shell程序的一部分，因此它们所占用的内存空间通常是可以接受的。

示例：常见的内建命令包括cd（切换目录）、pwd（显示当前工作目录）、echo（输出字符串到标准输出）、history（显示命令历史记录）等。

三、区分方法

在Linux中，可以使用type命令来区分一个命令是内建命令还是外部命令。例如：

输入type cd，输出结果为cd is a shell builtin，表示cd是一个内建命令。
输入type ls，输出结果为ls is aliased to ‘ls --color=auto’（或类似信息），表示ls是一个外部命令（尽管这里显示了别名信息，但可以通过进一步使用type -t ls或查看其路径来确认其为外部命令）。

shell实现

实现原理

⽤下图的时间轴来表⽰事件的发⽣次序。其中时间从左向右。shell由标识为sh的⽅块代表，它随着时间的流逝从左向右移动。shell从⽤户读⼊字符串"ls"。shell建⽴⼀个新的进程，然后在那个进程中运行ls程序并等待那个进程结束。

Shell的作用流程

• 读取输入：
  Shell等待用户输入命令。这可以是直接在命令行提示符下输入的命令，也可以是来自脚本文件的命令。
• 解析命令：
  Shell解析用户输入的命令，包括命令本身、参数和选项。它会检查命令的语法是否正确，以及命令是否存在。
• 查找命令：
  Shell判断命令是内置命令还是外部命令。如果是内置命令，则直接执行；如果是外部命令，则在PATH环境变量中查找相应的程序文件。
• 执行命令：
  Shell将解析后的命令传递给操作系统内核执行。内核会读取命令，并执行相应的操作。这包括调用系统资源、管理文件、执行程序等。
• 返回输出：
  当命令执行完成后，Shell会返回执行结果或错误信息给用户。这可以是命令的输出内容、状态码等。
• 环境变量：
  Shell使用环境变量来存储系统配置和用户信息。这些变量在命令执行和脚本编写中起着重要作用。例如，PATH变量指定了系统在哪些目录下查找可执行文件。
• 重定向和管道：
  Shell支持将命令的输入和输出重定向到文件或其他设备上。同时，它还支持管道操作，可以将一个命令的输出作为下一个命令的输入。

实现代码

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
using namespace std;
const int basesize = 1024;
const int argvnum = 64;
const int envnum = 64;
// 全局的命令⾏参数表

char *gargv[argvnum];
int gargc = 0;
// 全局的变量

int lastcode = 0;
// 我的系统的环境变量

char *genv[envnum];
// 全局的当前shell⼯作路径
 
char pwd[basesize];
char pwdenv[basesize];

string GetUserName()
{
   
 	string name = getenv("USER");
	return name.empty() ? "None" : name;
}
string GetHostName()
{
   
	 string hostname = getenv("HOSTNAME");
	 return hostname.empty() ? "None" : hostname;
}
string GetPwd()
{