簡單的外殼（shell）

寫在前面的

很多人在csdn上分享了自己的面試經驗，其中筆試值得一提。公司筆試的題目有些比較基礎但是又是比較核心的概念。就比如，什么是線程，什么是多線程，什么是進程，什么是多進程，線程和進程有什么區別！！

這題目一上眼，腦子中一晃就一個印象：看過很多次了，但是就是說不明白他是什么東西了。

線程是進程中的一個單一控制流；一個進程可能完成很大的任務，多線程即一個進程中有多個線程，每個線程完成不同的工作，這樣就提高了程序運行的速度。進程是運行中的程序，它是與線程的區別是進程有獨立的代碼，數據和存儲空間，但是線程可以共享數據空間，而每個線程有獨立的執行堆棧和程序計數器。

概念是很清楚的，非得理解並記住不可，不然以后應聘跟頭有的栽。

廢話不多說了。

外殼簡介

外殼是什么，在剛上大學的時候就有聽到這個形象的

在linux或者unix，可能很多人都接觸過ubuntu或者red hat之類的有良好圖形界面的linux，在字符界面下ls，cd，或者grep等等來完成想要完成的操作，這些都是一個個程詞匯，說形像，可能它不可能簡單到就是一個蝸牛貝殼的外殼吧… 

序，而接受輸入的命令（命令后可能會有參數列表）就是外殼，但是外殼也不是很神秘。

 為了方便與操作系統交互，外殼誕生了。外殼是一個交互型的應用級程序，所以外殼也是一個程序，它隱藏了很多操作系統底層的細節操作，它代表用戶運行了其他的程序。

有了“外殼”的稱謂，那外殼里面也應該有名副其實的東西，不可能是個空殼吧。沒錯，在外殼之下就是kernel（內核），這才是操作系統實實在

在的東西，與底層硬件交互着。 

（插入外殼解釋圖） 

 

 

linux下是這樣，win下也有類似的東西，此時它的外殼就是我們熟悉的dos界面啦，cmd.exe。把重點放在linux上，win上的東西也是大同小異的。

linux下的fork和execve

在linux下的c編程，fork，execve函數很常見的。fork函數一式兩份復制了父進程也就是當前進程，創建了子進程，新建的子進程與父進程幾乎完全一樣，唯一的不同是他們的標識進程id，即PID。
（插入fork的描述圖）

execve函數加載並運行可執行目標文件，注意它是在當前進程的上下文當中加載並欲行一個新的進程，當前進程的地址空間會被新建的進程覆蓋，與fork不同，它並沒有創建新的進程，新加載和運行的進程與此前的進程有着相同的進程id。
（插入execve的描述圖）

   
linux中采用了這些函數，集成了父子進程這樣一種關系，一個簡單的外殼就是這樣的，為什么說是簡單的外殼？因為里面還涉及了很多復雜的設計，但是核心的東西是這些而已。下面是簡單的外殼，參照了《深入理解計算機系統》。

 

簡單外殼設計

環境：linux，vim編輯器，gcc編譯器。
除了main函數，還有其他的三個函數，eval函數調用praseline函數來解釋命令行參數，並會將結果傳遞給execve來執行。第一個參數可以是內置的命令或者可執行目標文件。如果是前者，那么就直接解釋執行，為了簡化外殼，就只內置了“q”命令，退出；如果是后者，那么調用fork創建子進程，execve在該子進程的上下文中加載並執行這個文件。

來測試一下，方便測試，在這個外殼所屬目錄下放了一個簡單的hello可執行目標文件：
測試1：

測試2：

測試3：

簡單的外殼還可以添加Tab鍵補全命令或者目錄的功能。最大的缺陷就是父進程不對子進程進行回收，在unix中。當子進程結束的時候，其所屬的代碼數據空間都仍然存留在內存當中，等待父進程對其進行回收。

下面是代碼：

 
          
            #include <stdlib.h>  
           
#include <stdio.h>  
           
#include <sys/types.h>  
           
#include < 
           string.h>  
           
 
           
 
           #define MAXLINE 128  
           
 
           #define MAXARGVS 6  
           
 
           
 
           void eval( 
           char * cmdline)  
           
{  
           
     
           char * argv[MAXARGVS];  
           
     
           char buf[MAXLINE];  
           
     
           int bg;  
           
    pid_t pid;  
           
 
           
    strcpy(buf,cmdline);  
           
    bg = parseline(buf,argv);  
           
 
           
     
           if(argv[ 
           0]==NULL)  
           
         
           return;  
           
 
           
     
           if(!builtin_command(argv))  
           
    {  
           
         
           if((pid=fork()== 
           0))  
           
        {  
           
             
           if(execve(argv[ 
           0],argv, 
           0)< 
           0)  
           
            {  
           
                printf( 
           " 
           %s:command not found .\n 
           ",argv[ 
           0]);  
           
                exit( 
           0);  
           
            }  
           
        }  
           
 
           
         
           if(!bg)  
           
        {  
           
             
           int status;         
           // 
           status for waitpid  
           
             
           if(waitpid(pid,&status, 
           0)< 
           0)  
           
                printf( 
           " 
           waitpid error 
           ");  
           
        }  
           
         
           else  
           
            printf( 
           " 
           %d %s 
           ",pid,cmdline);  
           
    }  
           
     
           return;  
           
}  
           
 
           
 
           int parseline( 
           char * buf, 
           char ** argv)  
           
{  
           
     
           char * delimiter;  
           
     
           int argc;  
           // 
           argv counter;  
           
     
           int bg;  
           
 
           
    buf[strlen(buf)- 
           1] =  
           ' 
             
           ';  
           
     
           while(*buf && (*buf== 
           ' 
             
           '))     
           // 
           check the cmd  
           
        buf++;  
           
 
           
    argc =  
           0;  
           
     
           while((delimiter = strchr(buf, 
           ' 
             
           ')))  
           
    {  
           
        argv[argc++] = buf;  
           
        *delimiter =  
           ' 
           \0 
           ';  
           
        buf = delimiter +  
           1;  
           
         
           while(*buf && (*buf== 
           ' 
             
           '))     
           // 
           ignore blanks  
           
            buf++;  
           
    }  
           
    argv[argc] = NULL;  
           
 
           
     
           if(argc== 
           0)  
           
         
           return  
           1;  
           
 
           
     
           if((bg=(*argv[argc- 
           1]== 
           ' 
           & 
           ')) !=  
           0)  
           
        argv[--argc] = NULL;  
           
 
           
     
           return bg;  
           
 
           
}  
           
 
           
 
           int builtin_command( 
           char ** argv)  
           
{  
           
     
           if(!strcmp(argv[ 
           0], 
           " 
           q 
           "))  
           
        exit( 
           0);  
           
     
           else  
           if(!strcmp(argv[ 
           0], 
           " 
           & 
           "))  
           
         
           return  
           1;  
           
     
           return  
           0;  
           
}  
           
 
           
 
           int main()  
           
{  
           
     
           char cmdline[MAXLINE];  
           
     
           while( 
           1)  
           
    {  
           
        printf( 
           " 
           shell> : 
           ");  
           
        fgets(cmdline,MAXLINE,stdin);  
           
 
           
         
           if(feof(stdin))  
           
            exit( 
           0);  
           
 
           
        eval(cmdline);  
           
    }  
           
     
           return  
           1;  
           
} 
           
         

 

題外話

題外話：如何在linux中掛載U盤，方便虛擬機和PC機之間的數據傳輸？
首先linux要對u盤等外設做出必要的中斷或者反應
fdisk -l 可以看到相關的信息

如果是fat16的u盤就使用下面的命令，/mnt/usb可能不存在，可以創建。
mount -t msdos /dev/sdc1 /mnt/usb
如果是fat32的盤
mount -t vfat /dev/sdc1 /mnt/usb
如果是ext2格式，就用命令：
mount -t ext2 /dev/sdc1 /mnt/usb

如果無出錯提示，那么掛載成功，可以對u盤內容進行管理（cp，rm等）。

 

 

本文完。

搗亂小子 2012年2月23日

原文鏈接：http://www.cnblogs.com/daoluanxiaozi/archive/2012/02/23/2365513.html