在上篇中，我們已經創建了一個 shell 主循環、切分了命令輸入，以及通過
fork
和
exec
執行命令。在這部分，我們將會解決剩下的問題。首先，
cd test_dir2
命令無法修改我們的當前目錄。其次，我們仍無法優雅地從 shell 中退出。
步驟 4：內置命令
“
cd test_dir2
無法修改我們的當前目錄” 這句話是對的，但在某種意義上也是錯的。在執行完該命令之後，我們仍然處在同一目錄，從這個意義上講，它是對的。然而，目錄實際上已經被修改，只不過它是在子進程中被修改。
還記得我們分叉（fork）了一個子進程，然後執行命令，執行命令的過程沒有發生在父進程上。結果是我們只是改變了子進程的當前目錄，而不是父進程的目錄。
然後子進程退出，而父進程在原封不動的目錄下繼續運行。
因此，這類與 shell 自己相關的命令必須是內置命令。它必須在 shell 進程中執行而不是在分叉中（forking）。
cd
讓我們從
cd
命令開始。
我們首先創建一個
builtins
目錄。每一個內置命令都會被放進這個目錄中。
yosh_project
|-- yosh
|-- builtins
| |-- __init__.py
| |-- cd.py
|-- __init__.py
|-- shell.py
在
cd.py
中，我們通過使用系統調用
os.chdir
實現自己的
cd
命令。
import os
from yosh.constants import *
def cd(args):
os.chdir(args[0])
return SHELL_STATUS_RUN注意，我們會從內置函數返回 shell 的運行狀態。所以，為了能夠在項目中繼續使用常量，我們將它們移至
yosh/constants.py
。
yosh_project
|-- yosh
|-- builtins
| |-- __init__.py
| |-- cd.py
|-- __init__.py
|-- constants.py
|-- shell.py
在
constants.py
中，我們將狀態常量都放在這裡。
SHELL_STATUS_STOP = 0
SHELL_STATUS_RUN = 1
現在，我們的內置
cd
已經准備好了。讓我們修改
shell.py
來處理這些內置函數。
...
### 導入常量
from yosh.constants import *
### 使用哈希映射來存儲內建的函數名及其引用
built_in_cmds = {}
def tokenize(string):
return shlex.split(string)
def execute(cmd_tokens):
### 從元組中分拆命令名稱與參數
cmd_name = cmd_tokens[0]
cmd_args = cmd_tokens[1:]
### 如果該命令是一個內建命令，使用參數調用該函數
if cmd_name in built_in_cmds:
return built_in_cmds[cmd_name](cmd_args)
...我們使用一個 python 字典變量
built_in_cmds
作為哈希映射（hash map），以存儲我們的內置函數。我們在
execute
函數中提取命令的名字和參數。如果該命令在我們的哈希映射中，則調用對應的內置函數。
（提示：
built_in_cmds[cmd_name]
返回能直接使用參數調用的函數引用。)
我們差不多准備好使用內置的
cd
函數了。最後一步是將
cd
函數添加到
built_in_cmds
映射中。
...
### 導入所有內建函數引用
from yosh.builtins import *
...
### 注冊內建函數到內建命令的哈希映射中
def register_command(name, func):
built_in_cmds[name] = func
### 在此注冊所有的內建命令
def init():
register_command("cd", cd)
def main():
###在開始主循環之前初始化 shell
init()
shell_loop()我們定義了
register_command
函數，以添加一個內置函數到我們內置的命令哈希映射。接著，我們定義
init
函數並且在這裡注冊內置的
cd
函數。
注意這行
register_command("cd", cd) 。第一個參數為命令的名字。第二個參數為一個函數引用。為了能夠讓第二個參數
cd
引用到
yosh/builtins/cd.py
中的
cd
函數引用，我們必須將以下這行代碼放在
yosh/builtins/__init__.py
文件中。
from yosh.builtins.cd import *
因此，在
yosh/shell.py
中，當我們從
yosh.builtins
導入
*
時，我們可以得到已經通過
yosh.builtins
導入的
cd
函數引用。
我們已經准備好了代碼。讓我們嘗試在
yosh
同級目錄下以模塊形式運行我們的 shell，
python -m yosh.shell
。
現在，
cd
命令可以正確修改我們的 shell 目錄了，同時非內置命令仍然可以工作。非常好！
exit
最後一塊終於來了：優雅地退出。
我們需要一個可以修改 shell 狀態為
SHELL_STATUS_STOP
的函數。這樣，shell 循環可以自然地結束，shell 將到達終點而退出。
和
cd
一樣，如果我們在子進程中分叉並執行
exit
函數，其對父進程是不起作用的。因此，
exit
函數需要成為一個 shell 內置函數。
讓我們從這開始：在
builtins
目錄下創建一個名為
exit.py
的新文件。
yosh_project
|-- yosh
|-- builtins
| |-- __init__.py
| |-- cd.py
| |-- exit.py
|-- __init__.py
|-- constants.py
|-- shell.py
exit.py
定義了一個
exit
函數，該函數僅僅返回一個可以退出主循環的狀態。
from yosh.constants import *
def exit(args):
return SHELL_STATUS_STOP然後，我們導入位於
yosh/builtins/__init__.py
文件的
exit
函數引用。
from yosh.builtins.cd import *from yosh.builtins.exit import *
最後，我們在
shell.py
中的
init()
函數注冊
exit
命令。
...
### 在此注冊所有的內建命令
def init():
register_command("cd", cd)
register_command("exit", exit)
...到此為止！
嘗試執行
python -m yosh.shell
。現在你可以輸入
exit
優雅地退出程序了。
最後的想法
我希望你能像我一樣享受創建
yosh
（
your
own
shell）的過程。但我的
yosh
版本仍處於早期階段。我沒有處理一些會使 shell 崩潰的極端狀況。還有很多我沒有覆蓋的內置命令。為了提高性能，一些非內置命令也可以實現為內置命令（避免新進程創建時間）。同時，大量的功能還沒有實現（請看 公共特性 和 不同特性）。
我已經在 https://github.com/supasate/yosh 中提供了源代碼。請隨意 fork 和嘗試。
現在該是創建你真正自己擁有的 Shell 的時候了。
Happy Coding!
作者：Supasate Choochaisri 譯者：cposture 校對：wxy
