c语言实现shell

shell的编写

命令行传参数

每个C语言程序都必须有一个称为main()的函数,作为程序启动的起点。当执行程序时,命令行参数(command-line argument)(由shell逐一解析)通过两个入参提供给main()函数。第一个参数int argc,表示命令行参数的个数。第二个参数char *argv[],是一个指向命令行参数的指针数组,每一参数又都是以空字符(null) 结尾的字符串。第一个字符串,亦即argv[0]指向的,(通常)是该程序的名称。argv中的指针列表以NULL指针结尾(即argv[argc]为NULL)。

创建子进程

  1. 在父程序中,fork返回子进程的PID,在子进程中,fork返回0;

Linux中wait用法:

系统中的僵尸进程都要由wait系统调用来回收。

函数原型:

#include<sys/types.h>
#include<sys/wait.h>
pid_t wait(int *status);

进程一旦调用了wait就立即阻塞自己,由wait自动分析是否当前进程的某个子进程已经退出,如果让它找到了这样一个已经变成僵尸的子进程,wait就会收集这个子进程的信息,并把它彻底销毁后返回;如果没有找到这样一个子进程,wait就会一直阻塞在这里,直到有一个出现为止。

参数status用来保存被收集进程退出时的一些状态,它是一个指向int类型的指针。但如果我们对这个子进程是如何死掉毫不在意,只想把这个僵尸进程消灭掉,,我们就可以设定这个参数为NULL,就像下面这样:

pid = wait(NULL);

如果成功,wait会返回被收集的子进程的进程ID,如果调用进程没有子进程,调用就会失败,此时wait返回-1,同时errno被置为ECHILD。

疑惑1:为什么要创建子进程?什么时候创建子进程?如果不创建子进程会怎样?

创建子进程才能多道程序并发执行。进程是资源分配的单位,是运行的程序。既然是运行的程序,一个进程自然只能代表一个程序,多道程序设计自然而然就有了多进程的概念。比如word算是个典型的多进程程序,有个进程接受你的键盘输入,有拼写检查进程,有显示进程等等。大多数都用到网络上了,比如服务器。一台服务器要在“同一时间”处理来自很多客户端的请求,这就必须使用多进程。再比如上课所用的execve,如果创建子进程,再执行一次后就会退出程序,与我们所希望的结果不符。

c语言实现shell

疑惑2:为什么要防止出现僵死进程

首先我们要理解什么是僵死进程,僵死进程

一个僵死进程是在父进程退出之前就终止的子进程(子进程在父进程之前终止,此时因为父进程还没有退出,所以系统会保留子进程的pid,退出

状态,返回给父进程有wait函数,如果父进程没有wait函数,系统就会一直保持子进程的PID等信息,直到父进程退出)之所以被称为僵死进程是因为他虽然死掉了,但依然在进程表中存在。

子进程退出后分配给他的内存和其他资源都被释放,但是子进程还在内核进程表保留一条,内核在父进程回收子进程的退出状态前一直保留它。

有一个两个僵死进程不算什么问题,但一旦一个程序频繁执行fork或者execv却又不能手机退出状态,那么最终将会填满进程表(内核进程表是有上限的),这会影响性能,可能导致系统重启。所以我们要在父进程调用wait或者waitpid函数等待进程终止。

伪代码:

while(1){

    输入命令;
解析命令;
创建子进程;
执行程序;
wait();
}

实验结果:

c语言实现shell

实验代码

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