【Linux进程】Linux Shell编程实战：构建简易脚本示例与技巧详解

2025-05-03 09:37:37 0 阅读

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❀Linux进程

📒1. 获取输入
- 🌞获取环境变量
- ⭐获取用户输入
📚2. 分割字符串
📜3. 检查内建命令
📝4. 执行程序
📖5. 总结

前言：在Linux的浩瀚宇宙中，Shell脚本无疑是连接用户与系统之间的桥梁，它赋予了用户强大的自动化处理能力，使得繁琐的重复性任务变得轻松高效。对于每一位Linux爱好者、系统管理员或是开发人员而言，掌握Shell脚本编写技能无疑是一项不可或缺的宝贵财富

本篇文章旨在通过一系列精心设计的简易Shell脚本示例，引领读者踏入Shell编程的奇妙世界。我们不会深入复杂的语法细节和高级特性，而是聚焦于最基础、最实用的知识点，让初学者也能快速上手，体验到编写Shell脚本的乐趣与便利

让我们一起，在Shell脚本的海洋中扬帆起航，探索更多未知的精彩吧！

📒1. 获取输入

在构建简易Shell的时候我们首先就是要获取输入

获取环境变量：能够像shell一样运行会出现部分环境变量
获取用户输入：获取用户输入的指令

🌞获取环境变量

在运行shell时就会出现一些环境变量，我们自定义构建的shell中，也可以实现这一步

用户名：pxt
主机名：hecs - 198213
当前目录：myshell

// 获取环境变量 user,hostname,pwd,home
char *homepath()
{
    char *home= getenv("HOME");
    if(home) return home;
    else return (char*)".";
}
 
const char *getUsername()
{
   	const char *name = getenv("USER");
    if(name) return name;
    else return "none";                                                                                                                                                                                    
}

const char *getHostname()
{

    const char *hostname = getenv("HOSTNAME");
    if(hostname) return hostname;
    else return "none";
}

const char *getCwd()
{
    const char *cwd = getenv("PWD");
    if(cwd) return cwd;
    else return "none";
}

printf("[%s@%s %s]$ ",getUsername(), getHostname(), getCwd());

这里我们直接将绝对路径展示了出来，当然没什么影响

这里我们用到了一个函数getenv()，这个函数用于获取环境变量的值，它的头文件是，在shell脚本中，获取环境变量的值是通过直接使用变量名来实现的，而不需要特别的函数或方法

在我们完成最基础的一步之后，我们要开始模拟我们使用的shell的使用方式，接下来一步就是获取用户输入

⭐获取用户输入

获取用户输入时，我们可以创建一个字符数组用来存储用户的输入

#define NUM 1024

char usercommand[NUM];

在获取用户输入时，输完一个指令后不换行，进行下一次输入。
但是在我们输入完成时，总会回车确认，因此我们需要修改最后一次输入

getUserCommand：

// 对用户输入进行封装
int getUserCommand(char *command, int num)
{
    printf("[%s@%s %s]$ ",getUsername(), getHostname(), getCwd());
    
    char *r = fgets(command, num, stdin); // 最后还是会输入'
'，回车
    if(r == NULL) return -1; // TODO
    // 将最后一次输入修改成''
    command[strlen(command)-1] = ''; // 这里不会越界
    return strlen(command);                                                                                                                                                                                
}

📚2. 分割字符串

在Shell中，分割字符串是一个常见的操作，它涉及到将一串包含多个子字符串（可能由空格、逗号、冒号等分隔符分隔）的文本分割成单独的部分，以便进行进一步的处理或赋值给不同的变量

在我们完成用户输入指令的读取之后，我们需要将字符串进行分割，让我们的指令能够被正确的读取并且实现出来，通常我们的分隔符是' '(空格)

#define SIZE 64	// 设置argv的大小
#define SEP " " // 分隔符 " "
#define debug 1 // 用来测试是否能够成功分割字符串

char *argv[SIZE]; // 用来储存分割后的字符串

而关于分割字符串，我们在C语言的学习中可能提到过一个字符串函数strtok()，它的头文件是，用于分割字符串。它基于一系列的分隔符来分割字符串，并返回指向被分割出的字符串的指针

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

commandSplit：

void commandSplit(char *in, char *out[]) //  in -> usercommand
{										 //  out -> argv	
   int argc = 0;
   out[argc++] = strtok(in, SEP);
   while(out[argc++] = strtok(NULL, SEP)); // 我们只需要将用户输入全部读取即可

// 用来测试是否能够成功分割字符串
#ifdef debug
   int i = 0;
   for(i = 0; out[i]; i++)
   {
       printf("%d:%s
", i, out[i]);
   } 
#endif
}

在完成分割字符串之后，我们就可以用很久之前学习的进程的知识，让它运行起来的，但是仅仅如此我们的很多命令是根本无法实现的，所以我们还需要进行一步，检查内建命令！

📜3. 检查内建命令

内建命令（也称为内置命令）是由Shell（如Bash）自身提供的命令，而不是文件系统中的某个可执行文件。这些命令通常比外部命令执行得更快，因为它们不需要通过磁盘I/O来加载外部程序，也不需要创建新的进程

我们简单实现3个内建命令：cd，exprot，echo

doBuildin：

char cwd[1024]; // 存储
char enval[1024]; // for test

int lastcode = 0; // 存储上一条指令的返回信息

void cd(const char *pash)                                                                                                                                                                                  
{
    chdir(pash);
    char tmp[1024];
    getcwd(tmp, sizeof(tmp));
    sprintf(cwd, "PWD=%s", tmp); // 改变当前的路径
    putenv(cwd); // 改变环境变量
}

int doBuildin(char *argv[])
{
    if(strcmp(argv[0], "cd") == 0)
    {
        char *pash = NULL;
        if(argv[1] == NULL) pash = homepath(); // 当我们cd之后不更任何输入时，
        									   //我们直接返回家目录
        else
        {
            pash = argv[1];
        }
        cd(pash);
        return 1;
    }
	else if(strcmp(argv[0], "exprot") == 0)
    {
        if(argv[1] == NULL) return 1;
                                                                                                                                                                                                           
        strcpy(enval, argv[1]);
        putenv(enval); // 用于增加环境变量内容
        return 1;
    }
    
	else if(strcmp(argv[0], "echo") == 0)
	{
		if(argv[1] == NULL)
   		{
       		printf("
");
        	return 1;
    	}
       
		if(*(argv[1]) == '$' && strlen(argv[1]) > 1)
    	{
        	char *val = argv[1]+1; // argv[1]为'$',argv[1]+1则为'$'后的字符
        	if(strcmp(val, "?") == 0)
        	{
        		// lastcode 存储上一条指令的返回信息，初始状态为0
        		// 当程序执行时，出错时会改变lastcode的值，打印后，重新赋值为0
        		printf("%d
", lastcode);
            	lastcode = 0;
        	}
        	else // '$'后不跟"?"，则获取环境变量
        	{
            	const char *enval = getenv(val);
            	if(enval) printf("%s
", enval);
            	else printf("
");
        	}
        	return 1;
    	}
		else // 直接输出字符
		{
        	printf("%s
",argv[1]);
        	return 1;
    	}
    }
    return 0;
}

在内建命令的检查中，我们又会用到一些函数：

getcwd：用于获取当前工作目录的绝对路径
chdir：用于改变当前工作目录
chdir命令通常通过cd命令来实现，因为cd是chdir的别名，两者具有相同的功能。不过，在编程语言中（如C、PHP等），chdir则是一个具体的函数，用于在程序中动态改变当前工作目录
sprintf：用于将格式化的数据写入字符数组中
putenv：用于改变或增加环境变量内容的函数

📝4. 执行程序

在完成前面的铺垫之后，我们就可以创建进程来实现我们的程序了，在之前学习进程时，我们需要用到3个头文件

#include
#include
#include

execute：

int execute(char *argv[])
{
    pid_t id = fork();
    if(id < 0) return -1;
    else if(id == 0)
    {
        // 子进程
        execvp(argv[0], argv);
        exit(1);
    }
    else{
        // 父进程
        int status = 0;

        pid_t rid = waitpid(id, &status, 0);
        if(rid > 0)
        {
        	// 将现在状态提供个lastcode
            lastcode = WEXITSTATUS(status);
        }
    }
    return 0;                                                                                                                                                                                              
}

execvp是C语言（特别是在Unix和类Unix系统，如Linux）中用于执行外部程序的一个系统调用函数。这个函数通过查找环境变量（特别是PATH环境变量）来定位并执行指定的文件，同时将参数列表传递给该程序

以上就是对一些基本操作的封装，让我们看一下主函数main

main：

int main()
{
	// shell是一个一直循环的程序
    while(1)
    {
        char usercommand[NUM];
        char *argv[SIZE];
        
        // 获取输入
        int n = getUserCommand(usercommand, sizeof(usercommand));
        // 当获取输入时，返回一个小于0的数时，我们直接continue返回，不用往下继续走了
        if(n <= 0) continue;
        // 分割字符串 (strtok)
        commandSplit(usercommand, argv);
        // check Buildin
        n = doBuildin(argv);
        // 一般内建命令不会出错
        if(n) continue;
        // 执行命令
        execute(argv);
                                                                                                                                                                                                           
    }   
    return 0;
}