《深入理解計算機系統(tǒng)/CSAPP》Shell Lab

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目標

補全tsh.c中剩余的代碼：

void eval(char *cmdline)：解析并執(zhí)行命令。
int builtin_cmd(char **argv)：檢測命令是否為內(nèi)置命令quit向臀、fg宵膨、bg架谎、jobs。
void do_bgfg(char **argv)：實現(xiàn)bg辟躏、fg命令谷扣。
void waitfg(pid_t pid)：等待前臺命令執(zhí)行完成。
void sigchld_handler(int sig)：處理SIGCHLD信號捎琐，即子進程停止或終止会涎。
void sigint_handler(int sig)：處理SIGINT信號，即來自鍵盤的中斷ctrl-c野哭。
void sigtstp_handler(int sig)：處理SIGTSTP信號在塔，即終端停止信號ctrl-z幻件。

使用make testn用來測試你編寫的shell執(zhí)行第n組測試數(shù)據(jù)的輸出拨黔。

使用make rtestn用來測試參考shell程序第n組測試數(shù)據(jù)的輸出（共16組測試數(shù)據(jù)）。

tshref.out包含參考shell程序的所有測試數(shù)據(jù)的輸出結(jié)果绰沥，先看完該文件了解命令格式在開始編碼篱蝇。

說明

可用輔助函數(shù)：

int parseline(const char *cmdline,char **argv)：獲取參數(shù)列表char **argv，返回是否為后臺運行命令（true）徽曲。
void clearjob(struct job_t *job)：清除job結(jié)構(gòu)零截。
void initjobs(struct job_t *jobs)：初始化jobs鏈表。
void maxjid(struct job_t *jobs)：返回jobs鏈表中最大的jid號秃臣。
int addjob(struct job_t *jobs,pid_t pid,int state,char *cmdline)：在jobs鏈表中添加job
int deletejob(struct job_t *jobs,pid_t pid)：在jobs鏈表中刪除pid的job涧衙。
pid_t fgpid(struct job_t *jobs)：返回當前前臺運行job的pid號。
struct job_t *getjobpid(struct job_t *jobs,pid_t pid)：返回pid號的job奥此。
struct job_t *getjobjid(struct job_t *jobs,int jid)：返回jid號的job弧哎。
int pid2jid(pid_t pid)：將pid號轉(zhuǎn)化為jid。
void listjobs(struct job_t *jobs)：打印jobs稚虎。
void sigquit_handler(int sig)：處理SIGQUIT信號撤嫩。

`eval`

為避免子進程在未加入到jobs鏈表中就發(fā)送信號（SIGINT、SIGCHLD蠢终、SIGTSTP）去處理jobs鏈表（競爭）序攘，在子進程創(chuàng)建前需要將SIGCHLD阻塞茴她，在加入jobs鏈表后解鎖該阻塞。
fork后的子進程會繼承父進程的信號屏蔽字并且在exec后仍會繼承程奠，所以需要在執(zhí)行可執(zhí)行文件前復原信號屏蔽字丈牢。
fork后的子進程會繼承父進程的信號處理設置，而exec后不會繼承瞄沙。
參考《深入理解計算機第三版》p543赡麦，如何解決競爭問題。

void eval(char *cmdline) 
{
    char *argv[MAXARGS];
    char buf[MAXLINE];
    int bg; 
    pid_t pid;

    strcpy(buf,cmdline);
    bg = parseline(buf,argv);
    if(argv[0] == NULL)
        return;
    if(!builtin_cmd(argv)){
        sigset_t mask_all,mask_one,prev;
        Sigfillset(&mask_all);
        Sigemptyset(&mask_one);
        Sigaddset(&mask_one,SIGCHLD);

        Sigprocmask(SIG_BLOCK,&mask_one,&prev);
        if((pid=Fork()) == 0){ 
            setpgid(0,0);
            Sigprocmask(SIG_SETMASK,&prev,NULL);
            if(execve(argv[0],argv,environ) < 0){ 
                printf("%s: Command not found.\n",argv[0]);
                exit(0);
            }   
        }   
        int state = bg ? BG:FG;
        //parent
        Sigprocmask(SIG_BLOCK,&mask_all,NULL);
        addjob(jobs,pid,state,cmdline);
        Sigprocmask(SIG_SETMASK,&prev,NULL);

        if(!bg){
            waitfg(pid);
        }else{
            printf("[%d] (%d) %s",pid2jid(pid),pid,cmdline);
        }   
    }      
    return;
}

`builtin_cmd`

參考《深入理解計算機第三版》p525帕识。

int builtin_cmd(char **argv)
{
    if(!strcmp(argv[0],"quit"))
        exit(0);
    else if(!strcmp(argv[0],"jobs")){
        listjobs(jobs);
        return 1;
    }else if(!strcmp(argv[0],"bg") || !strcmp(argv[0],"fg")){
        do_bgfg(argv);
        return 1;
    }
    return 0;     /* not a builtin command */
}

`do_bgfg`

void do_bgfg(char **argv)
{
    if(argv[1] == NULL){
        printf("%s command requires PID or %%jobid argument\n",argv[0]);
        return;
    }
    int bg = !strcmp(argv[0],"bg");
    struct job_t *job_ptr;
    pid_t pid;
    int jid;
    if(sscanf(argv[1],"%d",&pid) > 0){
        // pid
        job_ptr = getjobpid(jobs,pid);
        if(job_ptr == NULL || job_ptr->state == UNDEF){
            printf("(%d): No such process\n",pid);
            return;
        }
    }else if(sscanf(argv[1],"%%%d",&jid) > 0){
        // jid
        job_ptr = getjobjid(jobs,jid);
        if(job_ptr == NULL || job_ptr->state == UNDEF){
            printf("%%%d: No such job\n",jid);
            return;
        }
    }else{
        printf("%s: argument must be a PID or %%jobid\n",argv[0]);
        return;
    }
    // get the job_ptr;
    if(bg){
        printf("[%d] (%d) %s",job_ptr->jid,job_ptr->pid,job_ptr->cmdline);
        job_ptr->state = BG;
        kill(-job_ptr->pid,SIGCONT);
    }else{
        // "fg"
        job_ptr->state = FG;
        kill(-job_ptr->pid,SIGCONT);
        waitfg(job_ptr->pid);
    }
    return;
}

`waitfg`

使用循環(huán)檢查泛粹，簡單實現(xiàn)。
參考《深入理解計算機第三版》p545肮疗，顯示等待信號晶姊。

void waitfg(pid_t pid)
{
    while(pid == fgpid(jobs))
        sleep(1);
    return;
}

`sigchld_handler`

參考《深入理解計算機第三版》p539，如何回收盡可能多的僵尸子進程伪货。

void sigchld_handler(int sig)
{
    int olderrno = errno;
    sigset_t mask_all,prev;
    pid_t pid;

    int status;
    Sigfillset(&mask_all);
    while((pid = waitpid(-1,&status,WNOHANG|WUNTRACED)) > 0){
        if(WIFEXITED(status)){
            // normally exit
            Sigprocmask(SIG_BLOCK,&mask_all,&prev);
            deletejob(jobs,pid);
            Sigprocmask(SIG_SETMASK,&prev,NULL);
        }else if(WIFSIGNALED(status)){
            // exit by signal
            struct job_t *job_ptr = getjobpid(jobs,pid);
            Sigprocmask(SIG_BLOCK,&mask_all,&prev);
            printf("Job [%d] (%d) terminated by signal %d\n",job_ptr->jid,job_ptr->pid,WTERMSIG(status));
            deletejob(jobs,pid);
            Sigprocmask(SIG_SETMASK,&prev,NULL);
        }else{ // stop
            struct job_t *job_ptr = getjobpid(jobs,pid);
            Sigprocmask(SIG_BLOCK,&mask_all,&prev);
            printf("Job [%d] (%d) stopped by signal %d\n",job_ptr->jid,job_ptr->pid,WSTOPSIG(status));
            job_ptr->state= ST;
            Sigprocmask(SIG_SETMASK,&prev,NULL);
        }
    }
    errno = olderrno;
    return;
}

`sigint_handler`

最后兩個函數(shù)们衙，均向子進程發(fā)送信號。

void sigint_handler(int sig)
{
    int olderrno = errno;
    pid_t pid = fgpid(jobs);
    if(pid != 0){
        kill(-pid,SIGINT);
    }
    errno = olderrno;
    return;
}

`sigtstp_handler`

void sigtstp_handler(int sig)
{
    int olderrno = errno;
    pid_t pid = fgpid(jobs);
    if(pid != 0){
        kill(-pid,SIGTSTP);
    }
    errno = olderrno;
    return;
}