编写一个C程序作为Linux内核的shell命令行解释程序。Shell程序应该使用与Bource shell相同的方式运行程序。  增加功能以使用户可以使用“&”操作符作为命令的结束符。一个以“&”结尾的命令应该与shell并发执行。  增加功能以使用户可以使用“<”和“>”作为文件名前缀来重定向stdin和stdout描述符。同样，允许用户使用管道操作符“|”来同时执行两个进程，并把第一个进程的stdout重定向为第二个进程的stdin

由于编写一个完整的Linux内核的shell命令行解释程序需要较长的时间和精力，这里我提供一个简单的C程序，可以实现用户输入命令并执行，支持“&”操作符作为命令的结束符、重定向stdin和stdout描述符，以及管道操作符“|”来同时执行两个进程并重定向。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/wait.h>

#define MAX_ARGS 10
#define MAX_LINE 80

int main() {
    char line[MAX_LINE]; // 存储用户输入的命令行
    char *args[MAX_ARGS]; // 存储解析后的命令行参数
    int should_run = 1; // 控制程序是否继续运行
    int bg_flag = 0; // 判断是否使用“&”操作符作为命令的结束符
    int in_flag = 0; // 判断是否使用“<”作为文件名前缀来重定向stdin描述符
    int out_flag = 0; // 判断是否使用“>”作为文件名前缀来重定向stdout描述符
    int pipe_flag = 0; // 判断是否使用“|”来同时执行两个进程并重定向

    while (should_run) {
        printf("osh> ");
        fflush(stdout);

        // 读取用户输入的命令行
        fgets(line, MAX_LINE, stdin);

        // 将命令行按空格分割成多个参数
        char *token;
        int i = 0;
        token = strtok(line, " \n");
        while (token != NULL) {
            args[i] = token;
            i++;
            token = strtok(NULL, " \n");
        }
        args[i] = NULL;

        // 判断是否使用“&”操作符作为命令的结束符
        if (i > 0 && strcmp(args[i-1], "&") == 0) {
            bg_flag = 1;
            args[i-1] = NULL;
        }

        // 判断是否使用“<”作为文件名前缀来重定向stdin描述符
        for (int j = 0; j < i; j++) {
            if (strcmp(args[j], "<") == 0) {
                in_flag = 1;
                args[j] = NULL;
                freopen(args[j+1], "r", stdin);
                break;
            }
        }

        // 判断是否使用“>”作为文件名前缀来重定向stdout描述符
        for (int j = 0; j < i; j++) {
            if (strcmp(args[j], ">") == 0) {
                out_flag = 1;
                args[j] = NULL;
                freopen(args[j+1], "w", stdout);
                break;
            }
        }

        // 判断是否使用“|”来同时执行两个进程并重定向
        for (int j = 0; j < i; j++) {
            if (strcmp(args[j], "|") == 0) {
                pipe_flag = 1;

                // 将第一个进程的stdout重定向到管道写端
                int fd[2];
                pipe(fd);
                pid_t pid = fork();
                if (pid == 0) {
                    close(fd[0]);
                    dup2(fd[1], STDOUT_FILENO);
                    execvp(args[0], args);
                }

                // 将第二个进程的stdin重定向到管道读端
                char *args2[MAX_ARGS];
                int k = 0;
                args2[k] = strtok(args[j+1], " \n");
                while (args2[k] != NULL) {
                    k++;
                    args2[k] = strtok(NULL, " \n");
                }
                args2[k] = NULL;
                pid_t pid2 = fork();
                if (pid2 == 0) {
                    close(fd[1]);
                    dup2(fd[0], STDIN_FILENO);
                    execvp(args2[0], args2);
                }

                // 等待两个进程执行完毕
                close(fd[0]);
                close(fd[1]);
                waitpid(pid, NULL, 0);
                waitpid(pid2, NULL, 0);
                break;
            }
        }

        // 如果没有使用“|”来同时执行两个进程并重定向，则直接执行命令
        if (!pipe_flag) {
            pid_t pid = fork();
            if (pid == 0) {
                execvp(args[0], args);
            }
            if (!bg_flag) {
                waitpid(pid, NULL, 0);
            }
        }

        // 重置标志位
        bg_flag = 0;
        in_flag = 0;
        out_flag = 0;
        pipe_flag = 0;
    }

    return 0;
}

在shell中，可以使用以下命令进行编译和运行：

$ gcc shell.c -o shell
$ ./shell