在Parent Shell中执行内置命令的方法
编写了一个二进制程序，想要替用户自动切换当前 Shell-Session 的工作路径，在程序内执行 `chdir` 系统调用却发现毫无作用。为什么没有产生作用？那应该怎么做才能产生作用？本文就此记录下解决这个问题的经历。
背景
最近在为 大仓项目(Monorepo) 制作一个脚手架，其中构思了一个自动替用户切换工作路径的工具（代码是通过模板初始化的，在结构上基本一致，但是代码文件较深，想要在terminal去和文件交互时，只能使用 cd 命令，费时费力），因此我期望一个小工具，能比较方便的帮我跳转到目标路径。预期的使用效果如下：
这个命令执行后，你可以从当前路径（任意路径）跳转到目标路径，那我就不用记我应该先跳转到根目录再前往目标目录了，少敲击很多次 tab。
PS: 后续计划给这个命令扩展一下历史记录，可以通过筛选匹配历史快速补全命令，提高效率。
chdir没作用？
这个小工具是通过Go来编写的，我从文档中看到 os.Chdir 这个调用, 因此用它来试试：
// Chdir changes the current working directory to the named directory.
// If there is an error, it will be of type *PathError.
func Chdir(dir string) error
结果我发现没有效果，通过 os.Getwd() 却能看到当前路径已经被改变了。这个切换的需求还没解决，我却产生了几个新的疑问：
cd命令怎么实现的？chdir系统调用的使用和原理？
通过执行如下的命令，会发现 cd 命令并不是通过一个独立的可执行文件来实现的，而是内置在 bash 等 shell 程序中，其次通过查阅资料可以发现
大部分Linux发行版都部分符合 POSIX 标准。如果再检索一下shell程序的原理，我们会得出如下的结论：
$ which cd
cd: shell built-in command
shell 程序在执行内建命令时，是通过调用内部的函数的执行。而非内建的命令（如 git / gcc / gdb）都是通过 fork 一个进程来执行；cd 命令是通过 chdir [IEEE Std 1003.1-1988] 系统调用实现的；chdir 在 <uinstd.h> 头文件中定义；
说人话：在另一个进程里执行 chdir 系统调用，只会影响当前进程而不是影响其他的进程（包括父进程）。
POSIX: is a family of standards specified by the IEEE Computer Society for maintaining compatibility between operating systems.POSIX defines both the system- and user-level application programming interfaces (API), along with command line shells and utility interfaces, for software compatibility (portability) with variants of Unix and other operating systems.
解决方案
那么走编程语言提供的系统调用这条路已经不行了，那么应该咋办呢？在stackoverflow 上搜索良久，收集到如下的方法：
- gdb attach 到进程上，再执行 chdir 系统调用
- 通过 bash 脚本执行 source 命令
- 执行系统调用 ioctl 和 terminal-session 的 tty 文件交互
- 通过 alias 来实现: pcd=cd $(program command))
其中各种方法尝试的过程就略去不说，最终采用了第三种非常好用，下面提供一个小 demo 以供使用：
#include <unistd.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
int injectCmd(int fd, char* cmd) {
int i = 0;
while (cmd[i] != '\0') {
int ret = ioctl(fd, TIOSTI, &cmd[i++])
if (ret != 0) return ret;
}
return 0;
}
/* getty help get terminal session tty filename, you can open the fie
* and get the file descriptor to call injectCmd.
*/
char* getty() {
const int STDOUT = 1;
return ttyname(STDOUT);
}
void main() {
char * ttyfile = getty();
int fd = open(ttyfile, "w");
if (fd == -1) {
perror("open ttyfile failed");
return -1;
}
injectCmd(fd, "echo 'hello world'");
}
在 go 里可以直接使用 syscall 包或者 cgo 来执行，原理是是一致的，不过多赘述。