Shell

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熟悉过程控制和信号

简介

编写一个支持工作控制的Unix Shell程序，使自己更熟悉进程控制和信号

需要实现的功能点

  • 能运行几个内置的命令，如fg bg
  • 能运行指定的程序，如/bin/ls
  • 能区分前后台程序，包括切换前后台程序
  • 能接受从程序内部和外部分别发送的信号，如SIGINT SIGTSTOP
  • 对非法命令的错误处理和提示

注意点

  1. 使用测试文件来推动代码的完善，正确结果可以参考tshref
  2. 在kill函数中发送SIGINT和SIGTSTP信号的时候，记得使用-pid，表示给整个进程组发送信号。
  3. 关于在eval里面要使用sigprocmask函数在addjob之前阻塞住SIGCHLD，不然在子进程执行完的时候如果还没有执行addjob，就会给父进程shell发送SIGCHLD,这时候调用sigchld_handler在addjob之前deletejob一个根本不存在的job，容易出现竞争条件。同时，阻塞之后要及时释放锁，释放锁的地方有三个地方，
    一是：在子进程执行execve,即子进程执行其他程序的时候需要把锁还原。
    二是：在父进程addjob之后要及时归还锁。
    三是：不能把sigprocmask阻塞进程在build_cmd判断外面，不然会出现锁住了没有归还锁的情况。
  4. 当按下ctrl-c或者ctrl-z的时候，内核会发送SIGINT或者SIGTSTP信号给所有前台进程组，因为shell是前台进程，那么从shell中fork出的子进程都属于shell这个前台进程组的，那么我们每次SIGINT或者SIGTSTP信号都会给我们的所有进程，这明显是不合理的。所以当我们在每次fork出子进程的时候，都要利用setpgid(0,0)把新加的进程添加到新的进程组中。
  5. 为了实现前后台功能，shell引入了job这个概念，表示为了一条命令行求值而创建的进程。
  6. test16要求把子进程自己给自己发送SIGINT信号和SIGSTSP信号，我们之前只讨论过通过ctrl-z和ctrl-c向shell前台发送。对于子进程自己给自己发送SIGINT信号和SIGSTSP信号的唯一改变就是，shell外壳不会主动调用sigint_handler和sigstsp_handler，只有在子进程终止或者停止的时候，会发送信号给父进程，此时父进程通过调用sigchld_handler回收僵尸进程。那么，在sigchld_handler根据得到信号调用来判断不同的情况，并选择调用sigint_handler和sigstsp_handler。

代码讲解

大部分函数都已经完成，需要特别完善的函数有eval(char *cmdline) do_bgfg(char **argv) builtin_cmd(char **argv)以及三个信号处理程序void sigchld_handler(int sig) void sigtstp_handler(int sig) void sigint_handler(int sig)

eval

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void eval(char *cmdline) 
{
	char buf[MAXLINE];	/* holds modified command line */
	char *argv[MAXARGS];	/* argument list execve */
	int bg;			/* should the job run in bg or fg */
	pid_t pid;		/* process id */

	sigset_t mask;
	sigemptyset(&mask);
	sigaddset(&mask,SIGCHLD);
	sigaddset(&mask,SIGINT);
	sigaddset(&mask,SIGTSTP);

	strcpy(buf,cmdline);	
	bg = parseline(buf,argv);

	if(argv[0] == NULL)
		return;		/* ignore empty lines */

	if(!builtin_cmd(argv)){
		
		sigprocmask(SIG_BLOCK,&mask,NULL);

		if((pid = fork()) == 0){	/* child runs user jobs */
			sigprocmask(SIG_UNBLOCK,&mask,NULL);
			setpgid(0,0);/* set new process to new process group */

			if(execve(argv[0],argv,environ) < 0){
				printf("%s:Command not found.\n",argv[0]);
				exit(0);
			}
		}

//		sigprocmask(SIG_BLOCK,&mask_all,NULL);

	// add job to jobs list
	//if(strcmp(argv[0],"/bin/echo")){
		if(bg)
			addjob(jobs,pid,BG,cmdline);
		else
			addjob(jobs,pid,FG,cmdline);
	//}
		
		
		sigprocmask(SIG_UNBLOCK,&mask,NULL);
		sigemptyset(&mask);

		/* Parent wait for foreground job to terminate */
		if(!bg)
			waitfg(pid);
		else
			printf("[%d] (%d) %s",pid2jid(pid),pid,cmdline);
	}

	return;
}

该函数首先判断命令是否是内嵌命令；如果不是，则产生一个新的进程来执行命令，并将这个命令对应的job加入工作列表；如果是前台进程，则要显式等待该程序结束

sigchld_handler

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void sigchld_handler(int sig) 
{
	int state,chld_sig;
	pid_t ret_pid;//pid of child job which has returned

	// wait for any child process to return
	while((ret_pid = waitpid(-1,&state,WNOHANG | WUNTRACED)) > 0){
		if(WIFSTOPPED(state))
			sigtstp_handler(WSTOPSIG(state));

		/* handle child process interrupt,like test16 */
		else if(WIFSIGNALED(state)){
			chld_sig = WTERMSIG(state);
			if(chld_sig == SIGINT)
				sigint_handler(chld_sig);
		}
		else
			deletejob(jobs,ret_pid);
	}

	/*
	if(errno != ECHILD)
		unix_error("error");
	*/

    	return;
}