[유 닉 스 / 리 눅 스 프로 그래 밍 실천] 셸 은 프로그램 을 어떻게 실행 합 니까 - 명령 해석 기 를 작성 합 니 다 sh

1. 셸 은 어떻게 프로그램 을 실행 합 니까?
셸 은 아래 순환 으로 구성 되 어 있 습 니 다:

while (!end_of_input)
    getcommand
    execute command
    wait for command to finish

우 리 는 실제로 셸 을 사용 할 수 있다.

jiange@jiange-Inspiron:~/cpp$ ls
override  override.cpp  test  test1.cpp  test.cpp  test.o  test.sh
jiange@jiange-Inspiron:~/cpp$ ps
  PID TTY          TIME CMD
 2457 pts/12   00:00:00 bash
 3780 pts/12   00:00:00 ps

상기 과정 은:
sh 는 ls 를 읽 고 프로 세 스 ls 를 새로 만 들 고 실행 합 니 다. 이때 sh 는 ls 가 종료 되 기 를 기다 리 고 ls 가 종료 되면 sh 로 돌아 가 sh 는 ps 를 계속 읽 습 니 다.
따라서 sh 를 만 들 려 면 프로그램 을 실행 하 는 방법, 생 성, 프로 세 스 종료, 그리고 프로 세 스 가 다른 프로 세 스 의 끝 을 기다 리 는 방법 을 알 아야 합 니 다.
2. 프로그램 을 어떻게 실행 합 니까?
답:

execvp(progname, arglist)

그것 의 운영 절차:

프로그램 이 execvp 를 호출 합 니 다.

디스크 에서 프로그램 을 불 러 옵 니 다.

커 널 은 arglist 를 프로 세 스 로 복사 합 니 다.

커 널 호출 main (argc, argv).

ls 를 실행 하 는 예:

/* exec1.c - shows how easy it is for a program to run a program
 */

main()
{
    char    *arglist[3];

    arglist[0] = "ls";
    arglist[1] = "-l";
    arglist[2] = 0 ;
    printf("* * * About to exec ls -l
");
    execvp( "ls" , arglist );
    printf("* * * ls is done. bye
");
}

실행 결과:

$ ./exec1 
* * * About to exec ls -l
    40
-rwxrwxr-x 1 jiange jiange 7370 12   7 22:59 exec1
-rw-rw-r-- 1 jiange jiange  262 10  14  2007 exec1.c
-rw-rw-r-- 1 jiange jiange  406 10  14  2007 forkdemo1.c
-rw-rw-r-- 1 jiange jiange  315 10  14  2007 forkdemo2.c
-rw-rw-r-- 1 jiange jiange  503 10  14  2007 forkdemo3.c
-rw-rw-r-- 1 jiange jiange 1395 10  14  2007 psh1.c
-rw-rw-r-- 1 jiange jiange 1766 10  14  2007 psh2.c
-rw-rw-r-- 1 jiange jiange  784 10  14  2007 waitdemo1.c
-rw-rw-r-- 1 jiange jiange 1077 10  14  2007 waitdemo2.c

모든 것 이 정상적으로 작 동 하 는 것 같 지만, 왜 printf ("* * ls is done. bye");이 한 마디 가 실행 되 지 않 았 는데?!
이 는 execvp 의 역할 을 이해 해 야 합 니 다. execvp 는 현재 프로 세 스 의 코드 와 데 이 터 를 디스크 에서 불 러 옵 니 다. 따라서 execvp 를 실행 한 후에 프로 세 스 exec 1 이 완전히 교체 되 어 후속 인쇄 작업 을 수행 하지 않 습 니 다.
2. 프롬프트 가 있 는 셸
이 버 전 은 사용자 에 게 프로그램 이름과 인 자 를 입력 하고 실행 하 라 고 알려 줍 니 다.

/* prompting shell version 1 * Prompts for the command and its arguments. * Builds the argument vector for the call to execvp. * Uses execvp(), and never returns. */

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <string.h>

#define MAXARGS 20 /* cmdline args */
#define ARGLEN 100 /* token length */

int main()
{
    char    *arglist[MAXARGS+1];        /* an array of ptrs */
    int numargs;            /* index into array */
    char    argbuf[ARGLEN];         /* read stuff here */
    char    *makestring();          /* malloc etc */

    numargs = 0;
    while ( numargs < MAXARGS )
    {                   
        printf("Arg[%d]? ", numargs);
        if ( fgets(argbuf, ARGLEN, stdin) && *argbuf != '
' )
            arglist[numargs++] = makestring(argbuf);
        else
        {
            if ( numargs > 0 ){     /* any args? */
                arglist[numargs]=NULL;  /* close list */
                execute( arglist ); /* do it */
                numargs = 0;        /* and reset */
            }
        }
    }
    return 0;
}

int execute( char *arglist[] )
/* * use execvp to do it */
{
    execvp(arglist[0], arglist);        /* do it */
    perror("execvp failed");
    exit(1);
}

char * makestring( char *buf )
/* * trim off newline and create storage for the string */
{
    char    *cp, *malloc();

    buf[strlen(buf)-1] = '\0';      /* trim newline */
    cp = malloc( strlen(buf)+1 );       /* get memory */
    if ( cp == NULL ){          /* or die */
        fprintf(stderr,"no memory
");
        exit(1);
    }
    strcpy(cp, buf);        /* copy chars */
    return cp;          /* return ptr */
}

문자열 매개 변 수 를 동적 으로 할당 하기 위해 makestring 함 수 를 사용 합 니 다.
위의 프로그램 을 실행 하면 우 리 는 파 라 메 터 를 전달 할 수 있다.
그러나 비교적 심각 한 결함: ls 를 실행 한 후에 전체 프로그램 이 종료 되 었 습 니 다. 우 리 는 ls 를 실행 한 후에 우리 의 셸 로 돌아 가 셸 은 명령 입력 을 계속 받 고 실행 할 수 있 기 를 기대 합 니 다.
처음에 우 리 는 sh 가 ls 를 읽 고 프로 세 스 ls 를 새로 만 들 고 실행 할 것 이 라 고 말 했 습 니 다. 이때 sh 는 ls 가 종료 되 기 를 기다 리 고 ls 가 종료 되면 sh 로 돌아 갑 니 다.
즉, sh 는 ls 명령 을 직접 실행 하지 않 고 프로 세 스 를 새로 만 들 었 습 니 다. 그러면 문제 가 생 겼 습 니 다. 어떻게 새로운 프로 세 스 를 만 듭 니까?
정 답: fork () 사용 하기;
하위 프로 세 스 를 만 들 기 위해 fork 를 사용 할 수 있 습 니 다. 그리고 새로운 프로 세 스 는 execvp 를 사용 하여 사용자 명령 을 수행 할 수 있 습 니 다.
그렇다면 부모 프로 세 스 sh 는 하위 프로 세 스 ls 의 끝 을 어떻게 기다 리 나 요?
정 답: pid = wait (& status) 사용 하기;
wait 는 하위 프로 세 스 가 끝 날 때 까지 프로 세 스 를 호출 하 는 것 을 막 고 wait 가 하위 프로 세 스 가 끝 날 때 exit 의 값 (status 를 통 해) 을 전달 하고 하위 프로 세 스 의 PID 를 되 돌려 줍 니 다.
3. 사용자 명령 을 계속 받 을 수 있 는 셸
이상 의 분석 을 통 해 우 리 는 새로운 셸 을 설계 할 수 있다.
명령 가 져 오기 - > fork 로 새 프로 세 스 만 들 기 - > 부모 프로 세 스 wait - > 하위 프로 세 스 exec 새 프로그램 실행 - > 새 프로그램 main 에서 실행 - > 새 프로그램 exit - > 부모 프로 세 스 가 하위 프로 세 스 상 태 를 가 져 옵 니 다 - > 명령 가 져 오기

/** prompting shell version 2 ** ** Solves the `one-shot' problem of version 1 ** Uses execvp(), but fork()s first so that the ** shell waits around to perform another command ** New problem: shell catches signals. Run vi, press ^c. **/

#include <stdio.h>
#include <signal.h>

#define MAXARGS 20 /* cmdline args */
#define ARGLEN 100 /* token length */

main()
{
    char    *arglist[MAXARGS+1];        /* an array of ptrs */
    int numargs;            /* index into array */
    char    argbuf[ARGLEN];         /* read stuff here */
    char    *makestring();          /* malloc etc */

    numargs = 0;
    while ( numargs < MAXARGS )
    {                   
        printf("Arg[%d]? ", numargs);
        if ( fgets(argbuf, ARGLEN, stdin) && *argbuf != '
' )
            arglist[numargs++] = makestring(argbuf);
        else
        {
            if ( numargs > 0 ){     /* any args? */
                arglist[numargs]=NULL;  /* close list */
                execute( arglist ); /* do it */
                numargs = 0;        /* and reset */
            }
        }
    }
    return 0;
}

execute( char *arglist[] )
/* * use fork and execvp and wait to do it */
{
    int pid,exitstatus;             /* of child */

    pid = fork();                   /* make new process */
    switch( pid ){
        case -1:    
            perror("fork failed");
            exit(1);
        case 0:
            execvp(arglist[0], arglist);        /* do it */
            perror("execvp failed");
            exit(1);
        default:
            while( wait(&exitstatus) != pid )
                ;
            printf("child exited with status %d,%d
",
                    exitstatus>>8, exitstatus&0377);
    }
}
char *makestring( char *buf )
/* * trim off newline and create storage for the string */
{
    char    *cp, *malloc();

    buf[strlen(buf)-1] = '\0';      /* trim newline */
    cp = malloc( strlen(buf)+1 );       /* get memory */
    if ( cp == NULL ){          /* or die */
        fprintf(stderr,"no memory
");
        exit(1);
    }
    strcpy(cp, buf);        /* copy chars */
    return cp;          /* return ptr */
}

형식 제어 에 있어 서, 예 를 들 어 한 줄 에 인 자 를 입력 하 는 방법, exit 로 셸 을 종료 하 는 방법 등 은 여기에서 우 리 는 토론 하지 않 습 니 다.
실행 할 때, 우 리 는 심각 한 오 류 를 발견 했다.
만약 우리 가 키 프로 세 스 를 실행 하고 있다 면, 이때 우 리 는 Ctrl - C 키 를 입력 합 니 다. 우 리 는 하위 프로 세 스 가 종료 되 어야 하 며, 셸 은 계속 실행 되 어야 합 니 다. 그러나 사실은 셸 도 종료 되 었 습 니 다. 키보드 신호 SIGINT 가 모든 연결 프로 세 스 를 보 냈 기 때 문 입 니 다!
하위 프로 세 스 가 실 행 될 때 셸 은 신 호 를 중단 했다 고 해서 종료 되 지 않 습 니 다. 하위 프로 세 스 가 실 행 될 경우 셸 은 SIGINT 신호 에 대한 응답 을 ignore 로 설정 하고 하위 프로 세 스 가 끝 난 후에 기본 방식 으로 설정 합 니 다.이렇게 하면 셸 은 하위 프로 세 스 가 실 행 될 때 중단 신 호 를 차단 할 수 있 습 니 다.