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1、目 录摘 要1前言21 绪论31.1 Shell的定义31.1.1 UNIX Shell31.2 shell的历史41.3 shell的职责42开发环境和开发工具介绍62.1开发环境-Ubuntu62.2开发工具-GCC63 模拟shell设计73.1简单shell设计思想73.2复杂shell设计思想83.2.1 作业及作业前后调度实现方法83.2.2进程组、会话与终端93.2.3命令行103.2.4 、bg、fg等信号的思想103.2.5 管道113.2.6重定向114 Shell的实现134.1数据结构134.2 程序结构134.2.1初始化环境134.2.2解析命令144.2.3查找外
2、部程序154.2.4执行命令164.2.5管道174.2.6作业控制命令185 结束语20致谢21参考文献22附录232Linux命令解释器的设计摘 要：随着Linux系统使用的越来越广泛，越来越多的人开始深入的研究Linux，特别是对Linux shell的研究是对Linux研究最主要的部分。本文主要是研究了对shell的功能的一些认识，而且对shell的列表，管道，输入重定向和输出重定向等命令功能进行了实现，可以对shell命令解释器进行更加全面的认识和充分的了解，而且在shell命令解释器中执行正确的命令，从而对它的原理，方法等在程序中必须用到的知识原理有比较清楚的认识，最后通过对每个功
3、能的详细分析，进而编写出恰当实现各个功能的代码，从而做成一个Shell命令解释器。并且，在嵌入式领域中，与人们的需求相比，硬件的资源是微不足道的。这就意味着我们把不多的资源利用完成很多的需求，而嵌入式的设计在PC上编程是有很大不同的，它其实只需要一个很大程序的比较小的一方面就可以满足它的需求，因此我们必须把一些无用的程序删掉来换成空间。在嵌入式领域中就像传统的K shell，C shell，Bourne shell等大型的shell程序就会令硬件方面的东西很少。因此我们需要一个更符合嵌入式系统中使用的Shell。关键词：Shell；程序；设计与实现；嵌入式；LinuxAbstract：Acco
4、mpanied by the popularize of the Linux,more and more peopleare doing deeply study in it.The study of shell is the most important thing when study the Linux.It mainly includes the understand of some knowledge and function of the micro linux shell.Through the study of the orders in the shell like list
5、,pipe,input redirect and output redirect,readers can have a thorough sense about the shell and learn to use these orders accurately in shell which play an important role in programming later.Code accurately and achieve a simple shell with the functions above after analyzing the details of every func
6、tions module.Moreover,in the embedded field,the hardware resources are limited,but demand is unlimited.This means they have to use limited resources to accomplish a variety of needs and embedded design and programming in the traditional PC,is very different ,and it often requires only a small part o
7、f a large program on meet its needs,so we had to cut out a number of useless programs in exchange for space .In the embedded field,as the traditional K shell,C shell,Bourne shell and other large-scale shell program will make our hardware resources are stretched.So we need a more suitable for embedde
8、d systems used in the shell,this is my another objective of this design.Key words:Shell,Process,Design,Design and achieve,embedded,Linux前言shell作为Linux系统的最外层的部分，为使用者提供必备的接口。Shell作为用户和Linux内核之间的接口程序，起着一个桥梁的作用，假如把Linux内核当做是一个球心，那么shell就是球体的表面。从shell向Linux发出命令时，内核会对该命令做出相应的解释。本论文就是模拟一个shell命令解释器，包括：管道、内
9、部命令、外部命令、重定向命令。管道是Linux支持的最初Unix IPC其中的一个，具有这一些特点：管道是半双工的，里面的数据只能单向的流动；当双方需要通信时，要创造出来两个管道；但是只能用于父子进程和兄弟进程之间（具有亲缘关系的进程）；其实就是他们自己独自组成一种的文件系统，这个文件系统是独立的：管道相对于管道两端的进程来说，就是独立的文件，它不是一般的文件，它并不属于一种文件系统，而是自己有自己的特点，独自构成一种文件系统，而且只是在内存中。当写数据时一个进程向其中一个管道中写的数据会被管道另一头的进程读出，而且写入的数据每次都在管道缓冲区的最后，并且每次都是从缓冲区的首端读数据。每当执行
10、shell命令行时一般会打开三个标准文件，这三个标准文件就是标准输入文件(stdin)，一般对应用户所用的输入键盘；标准输出文件(stdout)和标准错误输出文件(stderr)，这两个文件都对应着用户所用的输出屏幕。进程将从标准输入文件中读取输入数据，将正确的数据输出到标准输出文件，将不正确的信息输出到标准错误文件中。输入重定向，顾名思义，就是所把命令（或可执行程序）的标准输入重新定向到自己所认定的文件中。也就是说，输入不一定要来自键盘，可以来自一个自己指定的文件。输出重定向就是把命令（或可执行程序）的标准输出或标准错误输出重新定向到目标中。该命令的输出就不会在屏幕上显示，而是写入到自己的目
11、标文件中。Shell是一个命令解释器，它就是把用户输入的命令进行重新解释而且把这些命令送到内核中。不止如此，Shell对命令的编辑有自己相对应的编程语言，但是灵活的是用户自身编写由shell命令组成的程序也是允许的。Linux像windows一样提供了很多可视化界面有窗口、图标和菜单，大部分控制都是通过鼠标来操作。现在在Linux中稍微流行的窗口管理器就是是KDE。而shell就像窗口管理器一样，它可以对系统灵活地进行各种管理。不同的Linux系统的用户有同的界面或Shell，来满足自己相应的Shell需要。同Linux本身一样，Shell也有多种不同的版本。目前主要有下列版本的Shell:
12、Bourne Shell:由贝尔尔实验室研发的。 BASH:是GNU的Bourne Again Shell，是GNU操作系统上默认的shell。 Korn Shell:是对Bourne SHell的拓展，与Bourne Shell是互相兼容的。 C Shell:是SUN公司Shell的BSD版本。如果我们是经常使用UMX/Linux系统的研发人员，我们对shell的功能会有很深的认识和理解。1 绪论1.1 Shell的定义Shell是一种特殊的程序，如下图所示。他是用户与Linux系统内核之间的通道。内核在系统开机时将内存载入，关机后不再管理系统。它对进程，内存，文件和通信等都无时无刻的管理着
13、。内核之外的自己编写的程序以及shell程序都保存在磁盘上，内核将这些程序加载到内存中运行，而且对它们运行完后进行系统清理。Shell是一个程序，在开机后系统启动。当用户开机并登陆后，系统不需要等待用户的命令会自动启动一个Shell。Shell会根据用户输入的命令后来执行命令：根据命令行的关键字来判断是那种命令，然后执行命令。当人们输入一组类似的命令是，希望会这些命令会自行的完成。这样的话，就可以把这些命令行输入到一个文件中，直接执行这个文件就可以完成那些命令的功能。1.1.1 UNIX ShellUNIX系统大都支持3种主流的shell，他们是BourneShell(也称为ATT shell
14、)、C shell(也称为Berkeley)和Korn shell（Bourne shell的一个展集）。这三种Shell功能是很类似的，如果作为脚本的话，它们的还是有不同的。Bourne shell是标准的UXIN shell，用于系统管理。大部分系统管理脚本（如rc start和Stop脚本，shutdown）部是Bourne shell脚本。Bourne Shell的使用是非常简练的，而且很严谨，效率很高，它的命令提示符是$。C Shell完善了很多不同的功能，就像查询命令行历史，作业的前后台控制等。大部分的用户还是更倾向于C shell，其实管理者们还是倾向于Bourne Shell。
15、由于类似的程序，使用Bourne Shell会效率更高。C shell默认的提示符是百分号(%)。Korn shell是ATT的David Korn开发的，它是Bourne shell的-个扩展集，在增强改进C shell的基础上，Korn shell添加了更多功能。Korn shell几乎完全向上兼容Bourne shell，所以老的Bourne程序在Kore shell中运行良好。Korn shell默认提示符是美元符号($)。Linux上默认的shell是GUN bash( Bourne Again shell)，这是一种增强的Bourne shell，人们可以根据自己的工作环境进行编辑，因为它的功能有一部分还是有局限的，通过自己的编辑可以提高速度。如果用户想了解自己装的Linux是用的哪些Shell，直接在终端输入命令行：$cat/etc/shellls;即查看当前发行版本可以使用的shellLinux的环境中可以使用的Shell都在/etc/shells文件中。常用的版本包括bash(Bourne shell)，tcsh(TC shell)金和ksh(Korn shell)。1.2 shell的历史Shell首个标准是在1979年由Stephen Bourne提出的，并且以该人的名字来作为名字。Bourne Shell是建立
