20165329 mybash的實現

實驗要求

• 使用fork,exec,wait實現mybash
• 寫出虛擬碼，產品程式碼和測試程式碼
• 發表知識理解，實現過程和問題解決的部落格（包含程式碼託管連結）

使用fork,exec,wait實現mybash

fork

首先用man命令檢視fork的使用方法

• 其功能

通過複製呼叫fork的程序建立一個新程序。

• 返回值

建立子程序成功時，fork在父程序中返回子程序的pid，在子程序中返回0。失敗時，在父程序中返回-1，無子程序被建立，相應的錯誤在errno中設定。

• [fork建立子程序程式碼]

  #include <unistd.h>
  #include <stdio.h>
  #include <stdlib.h>
  int main(void)
  {
  char *msg;
  int n;
  pid_t pid;
  pid = fork();
  if (pid < 0) {
  perror("fork failed");
  exit(1);
  }
  if (pid == 0) {
  msg = "This is in child progress\n";
  n = 6;
  } else {
  msg = "This is in parent progress\n";
  n = 3;
  }
  for (; n > 0; --n) {
  printf("%s", msg);
  //sleep(1);
  }
  return 0;
  }
• fork建立子程序程式碼

將程式碼中加入sleep(1)重新編譯並執行程式得到執行結果：

其不同的原因為當程式執行fork()語句後就又多出了一個程序，程序的執行符合“多個程序的執行方式”。

exec()

首先用man命令檢視exec的使用方法

• 其功能

當程序呼叫一種exec函式時，該程序的使用者空間程式碼和資料完全被新程式替換，從新程式的啟動例程開始執行。

• 返回值

這些函式如果呼叫成功則載入新的程式從啟動程式碼開始執行，不再返回，如果調用出錯則返回-1，所以exec函式只有出錯的返回值而沒有成功的返回值。

• exec_call.c

          int main(void)

          {

          printf("hello, world\n");

          return 0;

          }

• exec_test.c

  #include <unistd.h>
  #include <stdio.h>
  int main(void)
  {
  char *const argv[] ={"exec_call", NULL};
  execv("./exec_call", argv);
  printf(“here here\n”);
  return 0;
  }

• 驗證exec功能程式碼

當程序呼叫execv函式時，該程序的使用者空間程式碼和資料完全被exec_call替換，從exec_call的啟動例程開始執行。呼叫execv程序後面的程式碼沒有被執行。所以出現了錯誤。

• 解決方法

在“fork建立子程序程式碼”中加入execv函式，改進的函式pro_control3.c：

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(void)
{
char *msg;
int n;
pid_t pid;
pid = fork();
if (pid < 0) {
perror("fork failed");
exit(1);
}
if (pid == 0) {
msg = "This is in child progress\n";
n = 6;
char *const argv[] ={"exec_call", NULL};
execv("./exec_call", argv);
}
else {
msg = "This is in parent progress\n";
n = 3;
}
for (; n > 0; --n) {
printf("%s", msg);
//sleep(1);
}
return 0;
}

wait

首先用man命令檢視wait的使用方法

• 功能

對於一個已經終止的子程序，用wait能夠讓系統釋放與子程序相關的資源；如果不用wait則終止的程序會變為殭屍程序。

• 返回值

若呼叫成功則返回清理掉的子程序id，若調用出錯則返回-1。

mybash程式碼

• 虛擬碼

1. 對使用者輸入的命令進行解析
2. 檢查使用者輸入的命令是否為內建的Linux命令
3. 構造argv向量

• mybash.c程式碼：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <wait.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#define MAX 128
void eval (char *cmdline); //對使用者輸入的命令進行解析
int parseline (char *buf, char **argv);
int builtin_command(char **argv);
int main()
{
char cmdline[MAX];
while(1){
printf("> ");
fgets(cmdline,MAX,stdin);
if(feof(stdin))
{
printf("error");
exit(0);
}
eval(cmdline);
}
}
void eval(char *cmdline)
{
char *argv[MAX];
char buf[MAX];
int bg;
pid_t pid;
char *envp[]={0,NULL};
strcpy(buf,cmdline);
bg = parseline(buf,argv);//解析以空格分隔的命令列引數，填入argv陣列中
if(argv[0]==NULL)
return;
if(!builtin_command(argv)) //呼叫此函式檢查使用者輸入的命令是否為內建的Linux命令，是則執行並返回1，不是則返回0
{
if((pid=fork()) == 0)
{
if(execve(argv[0],argv,envp) < 0) {
printf("%s : Command not found.\n",argv[0]);
exit(0);
}
}
if(!bg){
int status;
if(waitpid(-1,&status,0) < 0) //相當於呼叫wait函式
printf("waitfg: waitpid error!");
}
else
printf("%d %s",pid, cmdline);
return;
}
}
int builtin_command(char **argv)
{
if(!strcmp(argv[0], "quit"))
exit(0);
if(!strcmp(argv[0],"&"))
return 1;
return 0;
}
int parseline(char *buf,char **argv)//解析以空格分隔的命令列引數，並構造最終傳給execve函式的argv向量
{
char *delim;
int argc;
int bg;
buf[strlen(buf)-1]=' ';
while(*buf && (*buf == ' '))
buf++;
argc=0;
while( (delim = strchr(buf,' '))){ //從字串buf中尋找空格字元第一次出現的位置
argv[argc++] = buf;
*delim= '\0';
buf = delim + 1;
while(*buf && (*buf == ' '))
buf++;
}
argv[argc] = NULL;
if(argc == 0)
return 1;
if((bg=(*argv[argc-1] == '&')) != 0)
argv[--argc] = NULL;
return bg;
}

• 結果
  

實驗中的問題

實現mybash功能一開始沒有加/bin，ls不能用，後面發現在前面加上“/bin”就可以了。

感想

本題根據網上搜索查詢然後慢慢的一步一步做，深有體會，自己學的很多不足，以後的努力學好每一個知識點。