linux语言（编写C语言程序模拟shell执行命令）

上一节介绍了 linux 中的文件类型，并在文章最后使用 C语言编写了程序，该程序能够接受一个文件名参数，并打印出该文件的类型。不知道大家如何，反正我当初学编程时，发现（编译后的）可执行程序居然也能像（编写代码阶段的）函数一样接收参数，觉得太神奇了。

小编刚学习 C语言时，是在 windows 中学习的，编译出的程序都是双击执行，从来没想过编译后的可执行程序还能接收参数。

可执行程序怎样接收参数的呢？

事实上，不仅仅是上一节的C语言程序能够接受参数，linux 中的大部分 shell 命令都是可以接收参数的，例如 ls 命令可以接收 -l 参数，输出更加详细的文件信息：

# ls -l total 24 -rwxr-xr-x 1 root root 13205 Dec 22 18:26 a.out -rw-r--r-- 1 root root 427 Dec 21 21:01 main.c -rw-r--r-- 1 root root 1653 Dec 22 18:26 test.c

执行删除命令 rm 也需要指定文件名：

# rm a.out

ls 和 rm 本质上也是 linux 中的可执行程序，linux 中的大部分程序都是由 C语言编写的。C语言程序总是有个入口函数（常常是 main 函数），入口函数的原型如下：

int main(int argc, char* argv[]);

其中 argc 是命令参数的数目，argv 则是指向参数的各个指针构成的数组。在 shell 中输入命令（其实就是可执行程序）后，shell 会调用 exec 函数族执行该命令。输入 man 命令查询 exec 函数族的手册：

容易看出，exec 函数族在创建新进程执行命令时，允许传入若干参数给命令。

这就明白了，shell 也是一个进程，它会记录用户输入的命令和命令参数，在调用 exec 函数族执行命令时，把记录的参数传递给命令。

C语言模拟 shell 传递参数给可执行程序

知道了 linux 中可执行程序接收参数的原理后，编写程序模拟 shell 传递参数就不难了。我们先编写一个能够接受参数的C语言程序：

#include <stdio.h> int main(int argc, char* argv[]) { int i = 0; printf("n"); for(i=0; i<argc; i++) printf("t%sn", argv[i]); printf("n"); return 0; }

程序很简单，就是将接收到的参数打印出来。编译并执行之，得到如下结果：

# gcc t.c # ./a.out ./a.out # ./a.out hello embedTime ./a.out hello embedTime #

因为规定所有有效参数之后 argv 指向 NULL，所以遍历 C语言程序接收到的所有参数时，上面的 for 循环也可以写成：for(i=0; NULL!=argv[i]; i++)。

现在再编写一个程序，在这个程序中，我们将使用 exec 函数族模拟 shell 执行由 t.c 编译而来的可执行程序 a.out，并向其传送指定的参数。

#include <stdio.h> #include <unistd.h> #include <string.h> #include <errno.h> int main() { char* filename = "./a.out"; printf("now run %sn", filename); char *argv[] = {"hello","embedTime",NULL}; int ret = execvp(filename, argv); if(ret<0) printf("ret: %d %sn", ret, strerror( errno )); printf("sim shell exit.nn"); return 0; }

代码很简单，将“hello”和“embedTime”两个参数填入 argv 里，再调用 execvp 函数模拟 shell 执行 a.out 程序，编译执行：

模拟 shell 的 sim.out 程序的确成功把上面两个参数传递给 a.out 了，但是 sim.out 程序最后的 “sim shell exit.”信息却没有输出。这是因为 sim.out 进程被 a.out 进程替代了。

编写完美模拟 shell 的C语言程序

这样模拟 shell 并不完美，总不至于为了执行一个进程，shell 都得退出吧？还记得第 11 节介绍的多进程 C语言程序编写方法吗？为了完美模拟 shell，可以 fork 出一个子进程，在子进程中执行 a.out ，请看如下代码：

#include <stdio.h> #include <unistd.h> #include <string.h> #include <fcntl.h> #include <sys/stat.h> #include <sys/types.h> #include <sys/wait.h> #include <errno.h> int main() { char* filename = "./a.out"; pid_t pid = fork(); if(0==pid){ printf("now run %sn", filename); char *argv[] = {"hello","embedTime",NULL}; int ret = execvp(filename, argv); if(ret<0) printf("ret: %d %sn", ret, strerror( errno )); }else{ printf("nsim shell running...n"); int status; wait(&status); printf("sim shell exit.nn"); } return 0; }

现在再编译执行，发现我们不仅成功模拟了 shell 执行 a.out ，而且 a.out 执行时，sim.out 也没有被替换，终于较为完美的模拟了 shell 传递参数给可执行程序。

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