操作系统实践 job3

job3/myecho.c

job3/mycat.c

知识点:

job3/mycp.c

job3/mysys.c

实现函数mysys，用于执行一个系统命令，要求如下

job3/sh1.c

job3/myecho.c

题目:

myecho.c的功能与系统echo程序相同
接受命令行参数，并将参数打印出来，例子如下：
$ ./myecho x
x
$ ./myecho a b c
a b c

思路：

C程序的main函数原型，argc：命令行参数的个数，argv：命令行参数数组
```
int main(int argc, char *argv[]);
```
因此从第二行开始输出指令中的字符串就行

#include <stdio.h>
int main(int argc,char *argv[])
{int i;for(i=1;i<argc;i++)printf("%s ",argv[i]);printf("\n");return 0;
}

在一个终端中使用 gcc 编译器来编译程序并生成自定义目标文件

gcc -o myecho myecho.c

结果展示：

job3/mycat.c

题目：
mycp.c的功能与系统cp程序相同

将源文件复制到目标文件，例子如下：
要求使用系统调用open/read/write/close实现
$ cat /etc/passwd
root:x:0:0:root:/root:/bin/bash
daemon:x:1:1:daemon:/usr/sbin:/usr/sbin/nologin
bin:x:2:2:bin:/bin:/usr/sbin/nologin
...
$ ./mycp /etc/passwd passwd.bak
$ cat passwd.bak
root:x:0:0:root:/root:/bin/bash
daemon:x:1:1:daemon:/usr/sbin:/usr/sbin/nologin
bin:x:2:2:bin:/bin:/usr/sbin/nologin

知识点:

文件操作：https://www.linuxmooc.com/courses/io/

用到的几个函数：

#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
int open(const char *pathname, int flags);//打开
int creat(const char *pathname, mode_t mode);//创建
int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);
int close(int fd);//关闭
#include <unistd.h>
int read(int fd, void *buf, size_t count);//读取
int write(int fd, void *buf, size_t count);//写入
off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence);//定位

思路：

打开文件，文件名就是输入指令的第二个字符串，进行健壮性检查。
每次读取128字节数据并实时输出在屏幕上，STDOUT_FILENO是终端的描述符，直到文件末尾。也可以只读取1字节，更不容易溢出，就是效率可能没那么高。

#include <stdio.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
void panic(char*message)
{perror(message);exit(EXIT_FAILURE);
}
int main(int argc,char *argv[])
{//open fileint fp=open(argv[128],O_RDONLY);if(fp<0)panic("open");//read filechar s[1];int flag;while((flag=read(fp,&s,1))>0){//write filewrite(STDOUT_FILENO,s,1);}close(fp);return 0;
}

在一个终端中使用 gcc 编译器来编译程序并生成自定义目标文件

gcc -o mycat mycat.c

结果：

job3/mycp.c

mycp.c的功能与系统cp程序相同

将源文件复制到目标文件，例子如下：
要求使用系统调用open/read/write/close实现
$ cat /etc/passwd
root:x:0:0:root:/root:/bin/bash
daemon:x:1:1:daemon:/usr/sbin:/usr/sbin/nologin
bin:x:2:2:bin:/bin:/usr/sbin/nologin
...
$ ./mycp /etc/passwd passwd.bak
$ cat passwd.bak
root:x:0:0:root:/root:/bin/bash
daemon:x:1:1:daemon:/usr/sbin:/usr/sbin/nologin
bin:x:2:2:bin:/bin:/usr/sbin/nologin
...

思路和job2类似

#include <stdio.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
void panic(char*message)
{perror(message);exit(EXIT_FAILURE);
}
int main(int argc,char *argv[])
{//open fileint fout=open(argv[1],O_RDONLY);if(fout<0)panic("open");//read filemode_t mode=0777;int fin=open(argv[2],O_RDWR|O_APPEND|O_CREAT,mode);char s[10];int flag;while((flag=read(fout,&s,1))>0){//write filewrite(fin,s,1);}close(fout);close(fin);return 0;
}

job3/mysys.c

实现函数mysys，用于执行一个系统命令，要求如下

mysys的功能与系统函数system相同，要求用进程管理相关系统调用自己实现一遍
使用fork/exec/wait系统调用实现mysys
不能通过调用系统函数system实现mysys

测试程序

#include <stdio.h>

void mysys(char *command)
{实现该函数，该函数执行一条命令，并等待该命令执行结束
}

int main()
{printf("--------------------------------------------------\n");mysys("echo HELLO WORLD");printf("--------------------------------------------------\n");mysys("ls /");printf("--------------------------------------------------\n");return 0;
}

测试程序的输出结果

--------------------------------------------------
HELLO WORLD
--------------------------------------------------
bin    core  home        lib     mnt   root  snap  tmp  vmlinuz
boot   dev   initrd.img      lost+found  opt   run   srv   usr  vmlinuz.old
cdrom  etc   initrd.img.old  media   proc  sbin  sys   var
--------------------------------------------------

在mysys函数中创建一个子进程，调用execl函数实现sh命令，并等待子进程结束。

execl函数：
int execl(const char *path, const char *arg, ...);
最后一个参数必须是NULL

第一个参数path指定被装入程序的路径。

这里需要使用的是sh指令，/bin/sh是指令路径，sh -c command是命令。

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
void mysys(char *command)
{pid_t pid;if(command==NULL){printf("Error: wrong command!");exit(0);}pid=fork();if(pid==0){error=execl("/bin/sh","sh","-c",command,NULL);if(error<0)perror("execl");}wait(NULL);
}

int main()
{printf("--------------------------------------------------\n");mysys("echo HELLO WORLD");printf("--------------------------------------------------\n");mysys("ls /");printf("--------------------------------------------------\n");return 0;
}

展示：

job3/sh1.c

该程序读取用户输入的命令，调用函数mysys(上一个作业)执行用户的命令，示例如下

# 编译sh1.c
$ cc -o sh1 sh1.c

# 执行sh1
$ ./sh

# sh1打印提示符>，同时读取用户输入的命令echo，并执行输出结果
> echo a b c
a b c

# sh1打印提示符>，同时读取用户输入的命令cat，并执行输出结果
> cat /etc/passwd
root:x:0:0:root:/root:/bin/bash
daemon:x:1:1:daemon:/usr/sbin:/usr/sbin/nologin
bin:x:2:2:bin:/bin:/usr/sbin/nologin

实现内置命令cd、pwd、exit

首先在'>'后输入命令，当输入回车时触发功能函数。这里需要处理一下字符串，在回车处截断。

添加exit，cd 的功能这里调用了exit(),chdir(),getcwd()函数。

chdir()同cd

函数原型：int chdir(const char *path);

功能：更改当前工作目录。

参数：Path 目标目录，可以是绝对目录或相对目录。

返回值：成功返回0 ，失败返回-1
getcwd()

函数原型：char *getcwd( char *buffer, int maxlen );

功能：获取当前工作目录

参数说明：getcwd()会将当前工作目录的绝对路径复制到参数buffer所指的内存空间中,参数maxlen为buffer的空间大小。

返回值：成功则返回当前工作目录，失败返回 FALSE。
exit()

结束当前进程/当前程序

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/wait.h>
#include<linux/string.h>
#include<string.h>
extern void mysys(char *command);

int main()
{while(1){char command[100]={0};char c;printf(">");//read from screenint i=0;do{c=getchar();command[i]=c;i++;}while(c!='\n');command[i-1]='\0';
//exit功能if(!strcmp(command,"exit"))exit(0);
//pwd功能else if(!strcmp(command,"pwd")){char *path=getcwd(NULL,0);printf("Current directory:%s\n",path);free(path);}
//cd功能else if(command[0]=='c'&&command[1]=='d'){char cd[100]={0};strcpy(cd,command+3);int error=chdir(cd);if(error<0)perror("cd");else{char *path=getcwd(NULL,0);printf("Current directory:%s\n",path);free(path);}}
//其他功能else mysys(command);}
}

要想调用mysys.c，首先得将其主函数注释掉。需要进行重定位，mysys作为外部符号需要用extern引用，并进行静态库链接。

将静态库中包含的目标模块先生成可重定位目标文件：
cc -c mysys.c
cc -c sh1.c
打包编译：
cc -o sh sh1.o mysys.o

展示：

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