linux用C语言模拟shell命令实现重定向<>以及|管道通信

在 Linux 中，使用 C 语言模拟 shell 命令可以通过调用系统函数实现。以下是一个简单的例子，演示了如何使用 C 语言实现重定向和管道通信。

首先，我们需要包含一些头文件：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>

接下来，我们可以定义一些常量，例如：

#define MAX_ARGS 10
#define MAX_BUFFER 1024

然后，我们可以定义一个函数来解析用户输入的命令，并将其分解为单个参数。以下是一个简单的实现：

void parse_command(char *command, char **args, int *redirect_input, int *redirect_output) {
    int arg_count = 0;
    char *token;
    char *rest = command;
    while ((token = strtok_r(rest, " ", &rest))) {
        if (*token == '<') {
            *redirect_input = open(token + 1, O_RDONLY);
        } else if (*token == '>') {
            *redirect_output = open(token + 1, O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0644);
        } else {
            args[arg_count++] = token;
        }
    }
    args[arg_count] = NULL;
}

此函数通过使用 `strtok_r()` 函数将命令分解为参数。如果命令包含输入重定向符 `<`，则将 `redirect_input` 指针设置为打开输入文件的文件描述符。如果命令包含输出重定向符 `>`，则将 `redirect_output` 指针设置为打开输出文件的文件描述符。在解析完成后，参数将存储在 `args` 数组中。

接下来，我们可以定义一个函数来处理管道通信。以下是一个简单的实现：

void pipe_commands(char **commands) {
    int fd[2];
    pid_t pid1, pid2;
    char *args1[MAX_ARGS], *args2[MAX_ARGS];
    if (pipe(fd) == -1) {
        perror("pipe");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    parse_command(commands[0], args1, NULL, &fd[1]);
    parse_command(commands[1], args2, &fd[0], NULL);
    pid1 = fork();
    if (pid1 == -1) {
        perror("fork");
        exit(EXIT_FAILURE);
    } else if (pid1 == 0) {
        close(fd[0]);
        dup2(fd[1], STDOUT_FILENO);
        close(fd[1]);
        execvp(args1[0], args1);
    } else {
        pid2 = fork();
        if (pid2 == -1) {
            perror("fork");
            exit(EXIT_FAILURE);
        } else if (pid2 == 0) {
            close(fd[1]);
            dup2(fd[0], STDIN_FILENO);
            close(fd[0]);
            execvp(args2[0], args2);
        } else {
            close(fd[0]);
            close(fd[1]);
            wait(NULL);
            wait(NULL);
        }
    }
}

此函数创建一个管道，然后使用 `parse_command()` 函数解析两个命令，并将其分别存储在 `args1` 和 `args2` 数组中。接下来，它调用 `fork()` 函数创建两个子进程，其中一个子进程执行第一个命令，另一个子进程执行第二个命令。使用 `dup2()` 函数将子进程的标准输出或标准输入连接到管道的适当端口。最后，主进程等待两个子进程完成。

最后，我们可以定义一个主函数来使用这些函数来执行用户输入的命令。以下是一个简单的实现：

int main() {
    char buffer[MAX_BUFFER];
    char *commands[2];
    int redirect_input = 0, redirect_output = 0;
    while (1) {
        printf("$ ");
        if (fgets(buffer, MAX_BUFFER, stdin) == NULL)
            break;
        commands[0] = strtok(buffer, "|");
        if ((commands[1] = strtok(NULL, "\n")) != NULL) {
            pipe_commands(commands);
        } else {
            parse_command(commands[0], commands, &redirect_input, &redirect_output);
            pid_t pid = fork();
            if (pid == -1) {
                perror("fork");
                exit(EXIT_FAILURE);
            } else if (pid == 0) {
                if (redirect_input) {
                    dup2(redirect_input, STDIN_FILENO);
                    close(redirect_input);
                }
                if (redirect_output) {
                    dup2(redirect_output, STDOUT_FILENO);
                    close(redirect_output);
                }
                execvp(commands[0], commands);
            } else {
                wait(NULL);
            }
        }
    }
    return 0;
}

此函数使用 `fgets()` 函数从标准输入读取用户输入的命令。如果命令包含管道符 `|`，则使用 `strtok()` 函数将命令分解为两个命令，并使用 `pipe_commands()` 函数执行它们之间的管道通信。否则，就使用 `parse_command()` 函数解析命令，并使用 `fork()` 函数创建子进程来执行命令。在子进程中，使用 `dup2()` 函数将标准输入或标准输出重定向到适当的文件描述符。最后，主进程使用 `wait()` 函数等待子进程完成。

这就是使用 C 语言模拟 shell 命令的基本方法。请注意，此实现仅用于演示目的，并且可能需要进行更改以处理更多情况。