用C语言实现一个shell

Question

用C语言实现一个shell

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我正在尝试用C语言实现一个shell。

我已经完成的部分：我有一个指向用户输入的所有命令的指针数组，例如：

args[0]: sort
args[1]: <
args[2]: txtFile
args[3]: |
args[4]: grep
args[5]: key

然后，我每次找到“<”、“>”、“>>”或“|”时，就设置标志。然后，根据它们的使用方式，使用这些标志来重定向、间接引用、追加或管道这些命令。我的问题是，在处理类似以下命令时：

SHELL$: sort < txtFile | grep key

我应该每次发现 '<', '>', '>>' 或 '|' 就创建多个进程吗？还是在处理完所有命令后再创建这些进程？有人能指点我一下吗？

这是我目前的代码：

else if(pid > 0) 
{ 
    /* parent process */
    if(!async) 
        waitpid(pid, NULL, 0);
    else 
        printf("this is an async call\n");

    if(PIPE_FLAG)
    {
        pid2 = fork();
        if( pid2 == 0)
        {
            waitpid(pid, NULL, 0);   
            close(c2p[1]);
            if(dup2(c2p[0], STDIN_FILENO) == -1){
                perror("dup2() failed");
                exit(-1);
            }
            execvp(nxt_args[0], nxt_args);
            perror("exec failed 2. ");          
            exit(-1);
        }
        else if( pid2 > 0)
        {
            close(c2p[0]);
            close(c2p[1]);
        }
        else
        {
            /* error occurred */
            perror("fork failed");
            exit(1);
        }
    }
}

我的第一个孩子处理了sort < txtFile，然后将输出发送到一个管道。

- user2913269

3个回答

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在将命令行分解成离散的命令和/或重定向之后，再不要启动任何进程。否则，如果命令行格式错误，就会出现问题。例如，假设您有一个名为“destroy_files”的文件销毁程序，它可以删除文件并可选地显示已删除的文件，还有一个名为“fix_files”的修复程序。用户将这些命令串联在一起，例如“destroy_files -v | fix_files < >”。Shell 应该会说“嘿，这里语法错误”，而不是运行任何东西...但是如果你在遇到分隔符时立即运行命令，那么对于用户来说就太糟糕了。您已经启动了销毁其文件的进程。至于重定向，您无需单独设置处理重定向的进程。只需适当设置 FD 0、1 和/或 2，操作系统将处理字节调整（根据需要进行阻止或缓冲）。您所需要做的就是等待进程结束。

- cHao

好的，所以在处理完整个命令参数后，我应该肯定创建任何需要的进程。 - user2913269

我所做的是，我的child1在管道之前执行命令的第一部分，然后父进程创建另一个进程，而我的child2在管道之后运行剩余的命令。现在我注意到它能够工作，但在运行完命令后会停在那里，我按下回车键后它又能继续工作... 你有任何想法为什么会发生这种情况吗？ - user2913269

@user2913269：这里有些猜测，因为你没有提供任何代码……但听起来好像其中一个进程成功获取了真正的stdin。这暗示着可能你的操作顺序不正确。我建议你检查一下fork、重定向、exec、输入转发、关闭流/管道、等待和/或清理的相对顺序。 - cHao

我添加了我的代码的一部分...当我创建另一个进程时，程序就会卡在那里...然后如果我使用另一个命令，它会运行它，然后再次显示提示符。 - user2913269

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创建进程时，必须相应地设置文件描述符。启动大量进程却发现命令行出错是没有意义的，因为分叉进程是昂贵的。

因此，首先解析参数，然后您将知道需要多少个进程以及如何设置每个进程的文件描述符，然后才能运行它们。

因此，在您的示例中，您将需要两个进程，一个管道和一个重定向。

- Devolus

好的，那么我应该先在创建新进程时运行sort，然后将输出dup2到一个管道中，在父进程中创建另一个进程，在该进程中运行grep命令，对吗？ - user2913269

首先解析所有内容，如果没有问题则创建管道，然后创建进程并将它们与管道连接起来。操作系统应该处理其余部分，因为当进程想要从管道中读取或写入数据时，如果下一个进程没有准备好，则会被阻塞。不确定，但是按相反的顺序创建进程可能是一个好主意，因为每个连续的进程都将从前面的进程读取（因此会被阻塞）。 - Devolus

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可以查看英文原文，
原文链接

- Maxime Chéramy · Accepted Answer

让我们以你的例子为例：

sort < txtFile | grep key

您需要创建一个进程来执行sort，将其标准输入更改为读取txtFile，将其标准输出更改为管道的写入部分，然后执行程序sort。

您还需要创建第二个进程来执行grep，该进程将使用管道的读取部分并执行程序grep。

因此，您需要2个进程。但是，为了设置第一个进程的stdout，您需要解析管道。

编辑：

首先，您需要创建管道。您必须第一次fork以创建第一个进程，并为第一个进程正确设置stdin和stdout（重定向和管道的写入部分）。然后，您再次fork父进程以创建第二个进程，并将stdin更改为管道的读取部分。在设置标准I/O之后，您在子进程中执行sort和grep。