/*************************************************	    目的：		１、應用UNIX的fork()等系統調用，編寫一個c程序具有以下功能：		  a) 實現Shell的基本功能，包括有：打印提示符；		      接受和分析命令行（濾去無效的空格、tab符號以及換行符等）；		      執行命令（要有出錯處理；輸入exit或者bye退出）；返回父進程；		  b) 處理后臺程序（不需要wait)		  c) 處理多行命令（分析命令行中的‘;’并處理之）		  d)應用 dup(), pipe()系統調用具有輸入輸出重定向以及管道功能；	    文件名：my_shell.c	    作者：鹿珂珂 2005011534	    日期：2008年5月31日	***************************************************/		/************頭文件************/	#include <stdio.h>	#include <stdlib.h>	#include <sys/types.h>	#include <sys/stat.h>	#include <string.h>	#include <fcntl.h>	#include <unistd.h>  	/**************全局變量定義***************/	const int BUFFERSIZE=80;//接收命令的最大字符數	char buffer[80];//緩存用戶輸入的命令	int is_back=0;//是否是后臺進程,默認不是后臺執行的程序	int status=0;//狀態變量	pid_t pid;//進程  		/**************函數聲明***************/	char *get_command(int *input_len);//獲取輸入命令	void dispose_command(char *deal_in,int len);//解析處理命令	int redirect(char * in, int len);//實現輸入輸出重定向的函數	int piple(char * in, int li_inlen);//實現管道功能的函數	int is_fileexist(char * comm);//用來查找命令是否存在	void multi_command(char * m_in, int m_len);//處理用分號區分的多個命令		int main()//主函數：調用get_command()和dispose_command()實現shell的基本功能	{		char * path;//當前路徑		char *user;//用戶名		char *input=NULL;//用戶輸入命令		int command_len=0;//輸入字符個數		while(1) 		{			command_len=0;			path = get_current_dir_name();//獲取當前目錄			user=getlogin();//獲取當前登錄用戶			printf("%s@%s-desktop:~%s$",user,user, path);//用戶輸入提示符：用戶名＠用戶名-desktop：～當前目錄$			if(input)				free(input);//釋放上一次輸入命令內存空間			input=get_command(&command_len);//獲取命令			if(input)			{				dispose_command(input,command_len);//處理執行命令			}		}	}	char *get_command(int * input_len)//獲取用戶輸入命令	{		char lc_char;//輸入字符		char *get_in;		(*input_len)=0;			/* 開始獲取輸入 */		lc_char = getchar();		while(lc_char != '\n' && (*input_len) < BUFFERSIZE)		{	    		buffer[(*input_len) ++] = lc_char;	   	 	lc_char = getchar();		}		/* 命令超長處理*/		if((*input_len) >= BUFFERSIZE) {	  	   printf("Your command too long ! Please reenter your command !\n");	  	   (*input_len) = 0;     /* Reset */		   gets(buffer);		   strcpy(buffer,"");		   get_in=NULL;	    	   return NULL;		}		else  	   		buffer[(*input_len)] = '\0'; /*加上串結束符，形成字符串*/		if((*input_len)==0)return NULL;//處理直接敲入回車的情況		/* 將命令從緩存拷貝到in中*/		get_in = (char *)malloc(sizeof(char) * ((*input_len) + 1));		strcpy(get_in, buffer);		strcpy(buffer,"");		return get_in;	}	void dispose_command(char *deal_in,int len)//調用multi_command()、piple（）、redirect()分別實現多個命令、管道、重定向	{		char * arg[30];//存儲指令或參數		int i=0, j=0, k=0;//計數變量		pid_t pid;//進程		/* 獲取命令和參數并保存在arg中*/		 for( i=0;i<=len;i++)		 {			if(deal_in[i]==';')			{				multi_command(deal_in,len);				return;			}		 }		 for( i = 0, j=0,k=0; i<=len; i ++) {			/*管道和重定向單獨處理*/			if(deal_in[i]=='<' || deal_in[i] == '>' || deal_in[i] == '|' || deal_in[i]==';') {			  if(deal_in[i] == '|')				{			      	     piple(deal_in, len);				     return;				}			   else if(deal_in[i]=='>' ||deal_in[i]=='<')			       {			       	     redirect(deal_in, len);				     return;				}			}			/*處理空格，TAB和結束符。不用處理'\n'，大家如果仔細分析前面的獲取輸入的程序的話，不難發現回車符并沒有寫入buffer*/			if(deal_in[i]== ' ' || deal_in[i] == '\t' || deal_in[i] == '\0') {			   	if(j == 0) /*這個條件可以略去連在一起的多個空格或者TAB */			     	 continue;			   	else {				       buffer[j ++] = '\0';    //結束上一個字符串				       arg[k] = (char *)malloc(sizeof(char) * j);//將第一個字符串拷貝至arg				       /* 將指令或參數從緩存拷貝到arg中*/				       strcpy(arg[k], buffer);			      	       j = 0;  /* 準備取下一個參數*/			      	       k ++;			   	     }			}			else {       /* 如果字符串最后是 '&'，則置后臺運行標記為 1 */			  	  if(deal_in[i]== '&' && deal_in[i + 1] == '\0') {					is_back = 1;//是后臺進程					return;//后臺進程則返回，繼續接收指令			     }				buffer[j ++] = deal_in[i];			}		}		if(!strcmp(arg[0], "bye") || !strcmp(arg[0],"exit")) {   //如果輸入 bye或者exit 則退出程序			printf("bye-bye\n");			exit(0);		}		/* 在使用exec執行命令的時候，最后的參數必須是NULL指針，所以將最后一個參數置成空值*/		arg[k] = (char *)malloc(sizeof(char));		arg[k ++] = (char *)0;		/* 判斷指令arg[0]是否存在*/		if(is_fileexist(arg[0]) == -1) {		   	 printf("This is command is not founded ?!\n");		   	 for(i = 0; i < k; i ++)			 free(arg[i]);		   	 return;		}		if((pid = fork()) == 0)      /*子進程*/		     execv(buffer, arg);		else                     /*父進程*/		   if(is_back == 0)        /* 并非后臺執行指令*/		       waitpid(pid, &status, 0);		   /* 釋放申請的空間*/		   for(i = 0; i < k; i ++)   free(arg[i]);	}	int redirect(char * in, int len)//實現重定向功能	{		char * argv[30], *filename[2];		int fd_in, fd_out, is_in = -1, is_out = -1, num = 0;		int is_back=0;		int I,i, j, k=0;//計數變量		int status=0;		/* 這里是重定向的命令解吸過程，其中filename用于存放重定向文件，is_in, is_out分別是輸入重定向標記和輸出重定向標記*/		for(I = 0, j = 0, k = 0; I <= len; I ++) {  			if(in[I] == ' ' || in[I] == '\t' || in [I] == '\0' || in[I] == '<' || in[I] == '>') {        			if(in[I] == '>' || in[I] == '<') {        			/* 重定向指令最多 '<', '>'各出現一次，因此上num最大為2，否則認為命令輸入錯誤*/       			 		if(num < 3) {           					num ++;          					if(in[I] == '<')                						is_in = num - 1;           					else  is_out = num - 1;        					/* 處理命令和重定向符號相連的情況，比如 ls > a*/        					if(j > 0 &&num == 1) {          						buffer[j ++] = '\0';              						argv[k] = (char *)malloc(sizeof(char) * j);              						strcpy(argv[k], buffer);             						k ++;             						j = 0;        					}   					}     					else {          					printf("The format is error !\n");           					return - 1;                			}              			}		        	if(j == 0) 		             		continue;		        	else {					buffer[j ++] = '\0';					/* 尚未遇到重定向符號，字符串時命令或參數*/					if(num == 0){	    					argv[k] = (char *)malloc(sizeof(char) * j);	   					strcpy(argv[k], buffer);	   					k ++;					}					/* 是重定向后符號的字符串，是文件名*/					else {	  					filename[status] = (char *)malloc(sizeof(char) * j);	  					strcpy(filename[status], buffer);					}					j = 0;   /* Initiate */ 					continue;		           	}               		}                	else{                   		if(in[I] == '&' && in[I + 1] == '\0') {				is_back = 1;				return;				}				buffer[j ++] = in[I];               		}		}		argv[k] = (char *)malloc(sizeof(char));		argv[k ++] = (char *)0;		if(is_fileexist(argv[0]) == -1) {      			printf("This command is not founded !\n");       			for(I = 0; I < k; I ++) free(argv[I]);      			return 0;		}				if((pid = fork()) == 0) {     			/* 存在輸出重定向*/      			if(is_out != -1) {          			if((fd_out = open(filename[is_out], O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC, S_IRUSR|S_IWUSR )) == -1) 				{           				printf("Open out %s error \n", filename[is_out]);           				return -1;      				}  			}			/* 存在輸入重定向*/			if(is_in != -1) {     				if((fd_in = open(filename[is_in], O_RDONLY, S_IRUSR|S_IWUSR)) == -1) {  					printf("Open in %s error \n", filename[is_in]);  					return -1;				}			}			if(is_out != -1) {				/* 使用dup2函數將標準輸出重定向到fd_out上，dup2(int oldfd, int  newfd)				實現的是報oldfd所指的文件描述符復制到newfd。若newfd為已已打開的文件描述符，				則newfd所指的文件先會被關閉，dup2復制的文件描述符與原來的文件描述符共享各種文件狀態*/				if(dup2(fd_out, STDOUT_FILENO) == -1) {	     				printf("Redirect Standard Out Error !\n");	     				exit(1);	  			}			}			if(is_in != -1) {	    			if(dup2(fd_in, STDIN_FILENO) == -1) {	       				printf("Redirect Standard In error !\n");	       				exit(1);	    			}			}			execv(buffer, argv);          	}		else                  	if(is_back == 0)        /* Run on the TOP */				waitpid(pid, &status, 0);		for(I = 0; I < k; I ++) 			free(argv[I]);          	if(is_in != -1) {                	free(filename[is_in]);                	close(fd_in);           	}          	if(is_out != -1){	            	free(filename[is_out]);                	close(fd_out);         	 }          	return 0;	}	void multi_command(char * m_in, int m_len)//處理用分號區分的多個命令	{		int pos;  //記錄分號位置		int i=0,j=0;		char *command=NULL;  //拆分存儲命令		for(i=0;i<=m_len;i++)		{			if(m_in[i]==';')     //處理分號前的第一個命令			{				pos=i;				command=(char *)malloc(sizeof(char) * (i+1));				for(j=0;j<i;j++)					command[j]=m_in[j];					command[j]='\0';					dispose_command(command,i+1);					//printf("%s  %d  %d\n",command,m_len,pos);					free(command);  //釋放動態開辟的存儲空間					break;			}		}		if(m_in[pos+1]=='\0')   //如果以分號結尾，則退出循環			return;		if(pos>=m_len)return;      //與上面一句相同作用		command=(char *)malloc(sizeof(char) * (m_len-pos));  //處理第一個分號以后的命令		for(i=pos+1,j=0;i<=m_len;i++)		{			command[j++]=m_in[i];		}		dispose_command(command,m_len-pos);    //遞歸調用處理剩余命令		free(command);	}	int piple(char * in, int li_inlen)//實現管道功能	{	   char * argv[2][30];	   int  count;	   is_back = 0;	   int li_comm = 0, fd[2], fpip[2];	   char lc_char=' ';	   char lc_end[1];	   pid_t child1, child2;	   int I,i, j, k=0;//計數變量	   /* 管道的命令解析過程*/	   for(I = 0, j = 0, k = 0; I<=li_inlen; I ++) {		      if(in[I]== ' ' || in[I] == '\t' ||in[I] == '\0' || in[I] == '|') {				  if(in[I] == '|') {          /* 管道符號*/					      if(j > 0) {						   buffer[j ++] = '\0';					/* 因為管道時連接的是兩個指令，所以用二維數組指針來存放命令和參數， li_comm是表示的幾個指令*/						   argv[li_comm][k] = (char *) malloc(sizeof(char) * j);						   strcpy(argv[li_comm][k++], buffer);					      }					  //    argv[li_comm][k] = (char *)malloc(sizeof(char));				      	      argv[li_comm][k++] = (char *)0;				 	     /* 遇到管道符，第一個指令完畢，開始準備第二個指令*/				   	     li_comm++;				    	     count = k;					     k = 0; j = 0;				   }				   if(j == 0)  continue;				   else {					       buffer[j ++] = '\0';					       argv[li_comm][k] = (char *)malloc(sizeof(char) * j);					       strcpy(argv[li_comm][k], buffer);					       k ++;				    }				    j = 0; /* Initiate */				   continue;			 }			 else {			     	if(in[I] == '&' && in[I + 1] == '\0') {					 is_back = 1; //是后臺進程則返回					 return 0;    //后臺進程不進行處理，直接返回			        }		     	 }		         buffer[j ++] = in[I];	   }		//argv [li_comm][k] = (char *)malloc(sizeof(char));   		argv [li_comm][k++] = (char *)0;	    if(is_fileexist(argv[0][0]) == -1) {		 printf("This first command is not founed !\n");		 for(I = 0; I < count; I ++) free(argv[0][I]);		 return 0;	    }	    /* 指令解析結束*/	    /* 建立管道*/	    if(pipe(fd) == -1) {		printf("Open pipe error !\n");		return -1;		 }		  /*創建的一個子進程執行管道符前的命令，并將輸出寫道管道*/		  if((child1 = fork()) == 0) {			/*關閉讀端*/			close(fd[0]);			if(fd[1] != STDOUT_FILENO) {			    /* 將標準的輸出重定向到管道的寫入端，這樣該子進程的輸出就寫入了管道*/				 if(dup2(fd[1], STDOUT_FILENO) == -1) {				      printf("Redirect Standard Out error !\n");				      return -1;				 }				/*關閉寫入端*/				close(fd[1]);			}			execv(buffer, argv[0]);		  }		  else { 					/*父進程*/			/* 先要等待寫入管道的進程結束*/			waitpid(child1, &li_comm,0);			/* 然后我么必須寫入一個結束標記，告訴讀管道進程的數據到這里就完了*/			lc_end[0] = 0x1a;			write(fd[1], lc_end, 1);			close(fd[1]);			if(is_fileexist(argv[1][0]) == -1) {			      printf("This command is not founded !\n");			      for(I = 0; I < k; I ++) free(argv[1][I]);			      return 0;			 }			/* 創建第二個進程執行管道符后的命令，并從管道讀書入流*/			if((child2 = fork()) == 0) {			     if(fd[0] != STDIN_FILENO) {				/* 將標準的輸入重定向到管道的讀入端*/				if(dup2(fd[0], STDIN_FILENO) == -1) {				    printf("Redirect Standard In Error !\n");				    return -1;				}				close(fd[0]);			     }			     execv(buffer, argv[1]);			  }			  else      /*父進程*/			      if(is_back == 0)  waitpid(child2, NULL, 0);			}			for(I = 0; I < count; I ++)  free(argv[0][I]);			for(I = 0; I < k ; I ++) free(argv[1][I]);			return 0;		}	int is_fileexist(char * comm)//查找命令是否存在	{		char * env_path, * p;		int i=0;		/* 使用getenv函數來獲取系統環境變量，用參數PATH表示獲取路徑*/		env_path = getenv("PATH");		p = env_path;		while(*p != '\0') {		   /* 路徑列表使用"："來分隔路徑*/		   if(*p != ':')  buffer[i ++] = *p;		   else {		       buffer[i ++] = '/';		       buffer[i] = '\0';		       /* 將指令和路徑合成，形成pathname，并使用access函數來判斷該文件是否存在*/		       strcat(buffer, comm);		       if(access(buffer, F_OK) == 0)     /* 文件被找到*/			     return 0;		       else                          /* 繼續尋找其他路徑*/			     i = 0;		    }		    p ++;		 }		 /* 搜索完所有路徑，依然沒有找到則返回 –1*/		 return -1;	}