从零写OS（十三）：Shell，把所有东西串起来

Wed, 06 May 2026 13:00:00 +0000

前十二章，内核从一个 512 字节的 Bootloader 长成了有进程调度、文件系统、VFS 的微型系统。但用户还没有办法和它交互。

这一章做 Shell——一个可以敲命令操作文件的命令行。

先把概念搞清楚

Shell 是普通进程

Shell 不是内核的一部分。它是一个运行在用户态的普通进程，通过系统调用和内核打交道，和 ls、cat 这些程序的地位完全一样。

真实系统里，Shell 用 fork + exec 启动外部命令。我们这里简化：四条命令直接内嵌在 Shell 进程里，不做 fork/exec。

tokenize：命令行的第一步

用户输入一行字符串，Shell 要把它拆成命令名和参数：

"write hello.txt world"
        ↓ tokenize
argv[0] = "write"
argv[1] = "hello.txt"
argv[2] = "world"

做法是遍历字符串，遇到空格就写入 \0 截断，记录每段的起始地址。不需要任何库函数，20 行搞定。

串口 I/O

键盘输入通过串口读取（x86 端口 0x3F8）。QEMU 的 -serial mon:stdio 把宿主机终端直接映射到串口，你在终端敲的每个字符都会被 in 指令读到。

实现了什么

四条命令：

命令	功能
`write <文件> <内容>`	创建文件并写入内容
`read <文件>`	读取文件内容并打印
`ls`	列出根目录所有文件
`help`	打印帮助

关键代码

readline：读一行，支持 backspace

static int readline(char *buf, int maxlen) {
    int i = 0;
    while (i < maxlen - 1) {
        char c = serial_getchar();
        if (c == '\r' || c == '\n') {
            serial_print("\r\n");
            break;
        }
        if (c == 127 || c == '\b') {
            if (i > 0) { i--; serial_print("\b \b"); }
            continue;
        }
        buf[i++] = c;
        char echo[2] = {c, 0};
        serial_print(echo);   // 回显给用户
    }
    buf[i] = '\0';
    return i;
}

\b \b 是终端删除字符的标准做法：退格、打空格覆盖、再退格。

Shell on 大飞的博客