簡易シェル実装

Makefile

### This Makefile was written for GNU Make. ###
ifeq ($(DEBUG),true)
    COPTFLAGS   := -O0 -g3 -ftrapv -fstack-protector-all -D_FORTIFY_SOURCE=2
    LDLIBS      += -lssp
else
ifeq ($(OPT),true)
    COPTFLAGS   := -flto -Ofast -march=native -DNDEBUG
    LDOPTFLAGS  := -flto -Ofast -s
else
ifeq ($(LTO),true)
    COPTFLAGS   := -flto -DNDEBUG
    LDOPTFLAGS  := -flto
else
    COPTFLAGS   := -O3 -DNDEBUG
    LDOPTFLAGS  := -O3 -s
endif
endif
endif

ifeq ($(OMP),true)
    COPTFLAGS   := -fopenmp
    LDOPTFLAGS  := -fopenmp
else
    COPTFLAGS   := -Wno-unknown-pragmas
endif

C_WARNING_FLAGS := -Wall -Wextra -Wformat=2 -Wstrict-aliasing=2  \
                   -Wcast-align -Wcast-qual -Wconversion         \
                   -Wfloat-equal -Wpointer-arith -Wswitch-enum   \
                   -Wwrite-strings -pedantic

CC       := gcc
# MACROS   := -DMACRO
# INCS     := -I./include
CFLAGS   := -pipe $(C_WARNING_FLAGS)   $(COPTFLAGS)   $(INCS) $(MACROS) $(if $(STD), $(addprefix -std=, $(STD)),)
LDFLAGS  := -pipe $(LDOPTFLAGS)
# LDLIBS   := -lm
TARGET   := shell
OBJS     := $(addsuffix .o, $(basename $(TARGET)))
SRCS     := $(OBJS:%.o=%.c)

ifeq ($(OS),Windows_NT)
    TARGET := $(addsuffix .exe, $(TARGET))
else
    TARGET := $(addsuffix .out, $(TARGET))
endif

%.exe:
	$(CC) $(LDFLAGS) $(filter %.c %.o, $^) $(LDLIBS) -o $@
%.out:
	$(CC) $(LDFLAGS) $(filter %.c %.o, $^) $(LDLIBS) -o $@


.PHONY: all
all: $(TARGET)

$(TARGET): $(OBJS)


.PHONY: clean
clean:
	$(RM) $(TARGET) $(OBJS)

.PHONY: cleanobj
cleanobj:
	$(RM) $(OBJS)

shell.c

/*!
 * @file shell.c
 * @brief 簡易シェル実装
 */
#include <signal.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

#ifndef __UNUSED__
#  if defined(__cplusplus)
#    define __UNUSED__(x)
#  elif defined(__GNUC__)
#    define __UNUSED__(x)  __UNUSED___ ## x __attribute__((unused))
#  elif defined(_MSC_VER)
#    define __UNUSED__(x)  __pragma(warning(suppress: 4100)) x
#  elif defined(__LCLINT__)
#    define __UNUSED__(x)  /*@unused@*/ x
#  else
#    define __UNUSED__(x)  x
#  endif
#endif

#define MAX_ARGS 256
#define MAX_LEN  8192
#define MAX_CMDS 256
#define MAX_PATH_LEN  8192

#ifndef TRUE
#  define TRUE 1
#endif
#ifndef FALSE
#  define FALSE 0
#endif

static void show_prompt(void);
static int  check_buildin_cmd(int argc, char *argv[]);
static void invoke_child(char *argv[], int cndpos);
static void sigint_handler(int sig);


/*!
 * @brief プログラムのエントリポイント
 * @return 終了コード
 */
int main(void)
{
  static char input[MAX_LEN];
  static char *sh_argv[MAX_ARGS];
  char *cp;
  int sh_argc;
  int status;
  int fds[2];
  int i, cmdpos, _fd;

  if (signal(SIGINT, sigint_handler) == SIG_ERR) {
    perror("signal");
    return EXIT_FAILURE;
  }
  while (1) {
    cmdpos = 0;
    /* プロンプトの表示 */
    show_prompt();

    if (fgets(input, sizeof(input), stdin) == NULL) {
      return EXIT_SUCCESS;
    }
    if (!strcmp(input, "\n")) continue;  /* 改行だけが入力されたとき */

    cp = input;
    for (sh_argc = 0; sh_argc < MAX_ARGS; sh_argc++) {
      if ((sh_argv[sh_argc] = strtok(cp, " \t\n")) == NULL) {
        break;
      }
      cp = NULL;
    }


    for (i = 0; i < sh_argc; i++) {
      if (strcmp(sh_argv[i], "|")) continue;
      sh_argv[i] = NULL;
      if (cmdpos > 0) {
        if ((_fd = dup(fds[0])) == -1) {
          perror("dup");
          return EXIT_FAILURE;
        }
        close(fds[0]);
      }
      pipe(fds);

      /* シェル組み込みコマンドの確認 */
      if (check_buildin_cmd(i - cmdpos, &sh_argv[cmdpos])) {
        continue;
      }
      switch (fork()) {
        case -1:
          perror("fork");
          return EXIT_FAILURE;
        case 0:
          if (cmdpos > 0) {
            if (dup2(_fd, 0) == -1) {
              perror("dup2");
              return EXIT_FAILURE;
            }
            close(_fd);
          }
          if (dup2(fds[1], 1) == -1) {
            perror("dup2");
            return EXIT_FAILURE;
          }
          close(fds[1]);
          invoke_child(sh_argv, cmdpos);
          return EXIT_FAILURE;
        default:
          if (cmdpos > 0) {
            close(_fd);
          }
          close(fds[1]);
          wait(&status);
          cmdpos = i + 1;
          break;
      }
    }
    if (cmdpos > 0) {
      if ((_fd = dup(fds[0])) == -1) {
        perror("dup");
        return EXIT_FAILURE;
      }
      close(fds[0]);
    }

    /* シェル組み込みコマンドの確認 */
    if (check_buildin_cmd(i - cmdpos, &sh_argv[cmdpos])) {
      continue;
    }

    switch (fork()) {
      case -1:
        perror("fork");
        return EXIT_FAILURE;
      case 0:  /* 子プロセス */
        if (cmdpos > 0) {
          if (dup2(_fd, 0) == -1) {
            perror("dup2");
            return EXIT_FAILURE;
          }
          close(_fd);
        }
        invoke_child(sh_argv, cmdpos);
        return EXIT_FAILURE;
      default:  /* 親プロセス */
        if (cmdpos > 0) {
          close(_fd);
        }
        wait(&status);
        break;
    }
  }
  return EXIT_SUCCESS;
}


/*!
 * @brief プロンプトを表示する
 */
static void show_prompt(void)
{
  static char cwd[MAX_PATH_LEN];
  const char *username;
  if (getcwd(cwd, sizeof(cwd)) == NULL) {
    perror("getcwd");
  }
  if ((username = getenv("USERNAME")) == NULL) {
    username = "";
  }
  printf("[%s] %s $ ", cwd, username);
  fflush(stdout);
}


/*!
 * @brief 組み込みコマンドかどうかをチェックし，組み込みコマンドであれば実行する
 * @param [in] argc  コマンドライン引数の数
 * @param [in] argv  コマンドライン引数の配列
 * @return 組み込みコマンドであれば1を，そうでなければ0を返す
 */
static int check_buildin_cmd(int argc, char *argv[])
{
  if (!strcmp(argv[0], "cd")) {
    if (argc == 1) {
      chdir(getenv("HOME"));
    } else if (argc == 2) {
      chdir(argv[1]);
    } else {
      fprintf(stderr, "cd: too many arguments\n");
    }
    return TRUE;
  } else if (!strcmp(argv[0], "exit")) {
    if (argc == 1) {
      exit(EXIT_SUCCESS);
    } else if (argc == 2) {
      exit(atoi(argv[1]));
    } else {
      fprintf(stderr, "exit: too many arguments\n");
    }
    return TRUE;
  }
  return FALSE;
}


/*!
 * @brief forkされた子プロセスをexecする
 * @param [in] argc  コマンドライン引数の数
 * @param [in] argv  コマンドライン引数の配列
 */
static void invoke_child(char *argv[], int cmdpos)
{
  execvp(argv[cmdpos], &argv[cmdpos]);
  fprintf(stderr, "shell: command not found: %s\n", argv[0]);
  exit(EXIT_FAILURE);  /* エラーが発生すると制御が戻るので，エラー終了する */
}


/*！
 * @brief CTRL-Cが押されたときのシグナルハンドラ
 * @param [in] sig  シグナルID
 */
static void sigint_handler(int __UNUSED__(sig))
{
  putchar('\n');
  show_prompt();
}