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从0开始的操作系统手搓教程43——实现一个简单的shell

news 2025/3/12 19:25:50

添加 read 系统调用，获取键盘输入 :sys_read

putchar和clear

上班：实现一个简单的shell

测试上电

我们下面来实现一个简单的shell

添加 read 系统调用，获取键盘输入 :sys_read

/* Read count bytes from the file pointed to by file descriptor fd into buf,* return the number of bytes read on success, return -1 if end of file is* reached*/
int32_t sys_read(int32_t fd, void *buf, uint32_t count)
{KERNEL_ASSERT(buf);int32_t ret = -1;uint32_t global_fd = 0;if (fd < 0 || fd == stdout_no || fd == stderr_no){ccos_printk("sys_read: fd error\n");}else if (fd == stdin_no){char *buffer = buf;uint32_t bytes_read = 0;while (bytes_read < count){*buffer = ioq_getchar(&keyboard_ringbuffer);bytes_read++;buffer++;}ret = (bytes_read == 0 ? -1 : (int32_t)bytes_read);}else{global_fd = fd_local2global(fd);ret = file_read(&file_table[global_fd], buf, count);}return ret;
}

我们终于跟老朋友见面了。我们修订一下:sys_read，现在实现了读取文件的功能。它首先检查传入的 buf 指针是否有效。如果文件描述符 fd 无效（例如小于0或者是标准输出、标准错误），则会打印错误信息。如果文件描述符是标准输入（stdin_no），函数会从键盘输入的缓冲区 keyboard_ringbuffer 中读取字符，将其存入 buf 中，直到读取指定的字节数或达到文件末尾。函数会返回成功读取的字节数，如果没有读取到任何数据，返回 -1。如果文件描述符不是标准输入，函数会根据 fd 获取对应的文件，并调用 file_read 函数来执行实际的读取操作，并返回成功读取的字节数。如果文件读取失败，返回 -1。

int32_t read(int32_t fd, void *buf, uint32_t count)
{return _syscall3(SYS_READ, fd, buf, count);
}

putchar和clear

这个把我们之前做的工作编程系统调用即可

/* Outputs a character */
void putchar(char char_asci) {_syscall1(SYS_PUTCHAR, char_asci);
}
/* Clears the screen */
void clear(void) {_syscall0(SYS_CLEAR);
}

void sys_putchar(char char_asci)
{console__ccos_putchar(char_asci);
}


/* Initialize the system call table */
void syscall_init(void) {verbose_ccputs("syscall_init start\n"); // Logging the start of syscall initialization/* Set the system call table entries for various system call numbers */syscall_table[SYS_GETPID] = sys_getpid; // Get process IDsyscall_table[SYS_WRITE] = sys_write;   // Write to consolesyscall_table[SYS_MALLOC] = sys_malloc; // Memory allocationsyscall_table[SYS_FREE] = sys_free;     // Free allocated memorysyscall_table[SYS_FORK] = sys_fork;     // Fork a new processsyscall_table[SYS_READ] = sys_read;syscall_table[SYS_PUTCHAR] = sys_putchar;syscall_table[SYS_CLEAR] = clean_screen;verbose_ccputs("syscall_init done\n"); // Logging the completion of syscall// initialization
}

上班：实现一个简单的shell

#include "include/user/ccshell/ccshell.h"
#include "include/defines.h"
#include "include/filesystem/file.h"
#include "include/library/string.h"
#include "include/library/types.h"
#include "include/syscall/syscall.h"
#include "include/user/stdio/stdio.h"
#include "include/filesystem/filesystem_settings.h"
#include "include/user/library/user_assertion.h"
#define CMD_LEN MAX_PATH_LEN
#define MAX_ARG_NR (16)

/* Stores the input command */
static char cmd_line[CMD_LEN] = {0};

/* Used to record the current directory; it is updated every time the cd command* is executed */
char cwd_cache[MAX_PATH_LEN] = {0};

/* Outputs the shell prompt */
void print_prompt(void)
{printf("[" HOST_NAME "@localhost %s]$ ", cwd_cache);
}

/* Reads up to 'count' bytes from the keyboard buffer into 'buf' */
static void readline(char *buf, int32_t count)
{user_assert(buf && count > 0);char *pos = buf;
while (read(stdin_no, pos, 1) != -1 &&(pos - buf) < count){ // Read until enter key is foundswitch (*pos){/* If enter or newline is found, treat it as the end of the command*/case '\n':case '\r':*pos = 0; // Add null terminator to cmd_lineputchar('\n');return;
case '\b':if (cmd_line[0] != '\b'){          // Prevent deleting non-inputted data--pos; // Move back to the previous character in the bufferputchar('\b');}break;
/* For other characters, output normally */default:putchar(*pos);pos++;}}printf("readline: can't find enter_key in the cmd_line, max num of char is ""128\n");
}

先说说readline:这段代码实现了一个从键盘缓冲区读取用户输入的功能。函数readline的作用是从输入流中读取字符，直到遇到回车键（\n 或 \r）为止，或者读取达到指定的字节数限制。读取的内容会存储到buf中。具体步骤如下：

函数首先检查传入的缓冲区指针buf是否有效，并确认count大于0。
while循环会持续读取一个字符（通过read(stdin_no, pos, 1)），直到读取到回车键或达到指定的字符数量（count）。读取的字符会存储在buf中。
当遇到回车符（\n 或 \r）时，表示用户输入完成，此时将当前位置字符设置为'\0'，并输出换行符，表示命令输入结束。
如果遇到退格符（\b），程序会检查输入内容是否为空。如果不为空，指针会退回一个字符，删除命令行中的最后一个字符，并输出退格符。此功能允许用户删除输入的字符。
其他字符直接输出并追加到pos指向的位置，继续读取下一个字符。
如果没有在指定字符数内读取到回车键，则会输出错误提示，表明命令行输入超出了最大字符限制。

这个函数的设计使得用户可以在命令行中输入命令，且支持基本的退格功能，直到按下回车键为止。

ccshell是我们的核心：

void ccshell(void)
{cwd_cache[0] = '/';while (1){print_prompt();k_memset(cmd_line, 0, CMD_LEN);readline(cmd_line, CMD_LEN);if (cmd_line[0] == 0){continue;}}user_panic("Man!: you should not be here!!!");
}

这段代码实现了一个简单的命令行shell功能。函数ccshell定义了一个无限循环，其中每次循环都会显示提示符，等待用户输入命令。命令输入通过readline函数完成，读取用户输入并存储到cmd_line中。每次读取命令之前，cmd_line会被清空，确保新命令不会受到旧命令的影响。如果用户没有输入命令，程序会跳过本次循环。当用户输入命令时，如果命令不为空，程序会继续执行。虽然代码没有明确的退出机制，但如果程序异常执行到user_panic("Man!: you should not be here!!!")，说明发生了错误。

测试上电

#include "include/device/console_tty.h"
#include "include/kernel/init.h"
#include "include/library/kernel_assert.h"
#include "include/thread/thread.h"
#include "include/user/stdio/stdio.h"
#include "include/memory/memory.h"
#include "include/library/ccos_print.h"
#include "include/filesystem/filesystem.h"
#include "include/library/string.h"
#include "include/filesystem/dir.h"
#include "include/syscall/syscall.h"
#include "include/user/ccshell/ccshell.h"
void init(void);

int main(void)
{init_all();while(1);
}

// init process here
void init(void)
{uint32_t ret_pid = fork();if (ret_pid){while(1);}else{ccshell();}while (1);
}

注意多敲几下键盘，因为输出非常多。

从0开始的操作系统手搓教程44——实现更好的shell-CSDN博客文章浏览阅读766次，点赞14次，收藏9次。在 Linux 系统中，快捷键如“Ctrl+u”和“Ctrl+l”是由操作系统提供的标准功能，但它们的实现方式并不是直接由键盘驱动程序（keyboard.c）来处理的。如果在键盘驱动程序中加入过多的逻辑处理，会导致系统的中断处理变得非常复杂，效率降低，进而影响整个系统的响应速度。的数据类型（从16位改为32位），因为一旦改动数据类型，后续代码可能会受到影响，造成所谓的“雪崩效应”，即需要改动很多地方的代码和解释。时，输入缓冲区中的字符会被清除，屏幕会被清空，然后打印命令提示符，再显示用户已输入的命令。https://blog.csdn.net/charlie114514191/article/details/146144528