MIT6.828学习之homework2：shell

之前同学提起，能区分得开xv6与JOS吗？才发现真不知道，赶紧查了查：

1.extended inspection of xv6, a traditional O/S
xv6，一个传统的操作系统的扩展的分析
2.Lab: JOS, a small O/S for x86 in an exokernel style
实验：JOS，为x86平台所写的一个小型的微内核操作系统
3.x86泛指一系列基于Intel 8086且向后兼容的中央处理器指令集架构
谢谢马如风

主要得明白文件描述符、重定向、管道、runcmd()、parsecmd()

作业内容：补全shell代码

什么是shell呢？

Shell 是一个应用程序，它连接了用户和 Linux 内核，让用户能够更加高效、安全、低成本地使用 Linux 内核，这就是 Shell的本质。
Shell 程序本身的功能是很弱的，比如文件操作、输入输出、进程管理等都得依赖内核。我们运行一个命令，大部分情况下 Shell都会去调用内核暴露出来的接口(系统调用)，这就是在使用内核，只是这个过程被 Shell 隐藏了起来
谢谢仁兄

xv6 shell的执行流程:

shell 执行 getcmd 获得用户输入的命令

shell 执行 fork 创建一个shell进程的copy，然后shell进入wait状态

shell 执行 runcmd 运行用户的命令

runcmd函数调用exec系统调用加载适当的函数如：echo

在函数(echo) 的结束，有exit系统调用返回shell，shell从wait中退出
谢谢卖萌的弱渣

命令有5类：

执行命令 符号： “ ”
重定向命令 > 或者 <
列表命令，也就是多个命令 符号是分号 ;
管道命令，需要先建立管道 符号是 |
返回命令(这个不知道是干嘛的)，符号是 &

整个函数的核心函数有两个，一个是parsecmd，一个是runcmd
当读入命令的时候，首先进行解析
parsecmd的核心函数是parseline
这个函数是递归的，执行流程：

首先执行parsepipe，检测是否有管道命令，有的话建立管道连接
检测命令中是否有&，也就是返回命令，有的话用parsepipe的返回值生成一个新的backcmd
检测是否有;，也就是是否有多条命令分别要执行，有的话，递归调用parseline，将所有的命令分别解析之后连接起来

谢谢bdhmwz

关键与难点：弄清主要几个函数的意义与用法，尤其是参数的意义。还得懂文件描述符

1.涉及Shell 命令

ls > y 把ls结果输出到文件y中
cat cat命令的用途是连接文件或标准输入并打印。这个命令常用来显示文件内容，或者将几个文件连接起来显示，或者从标准输入读取内容并显示，它常与重定向符号配合使用一次显示整个文件:cat filename从键盘创建一个文件:cat > filename 只能创建新文件,不能编辑已有文件将几个文件合并为一个文件:cat file1 file2 > file
uniq uniq命令常用语报告或者消除文件中的重复内容，一般与sort命令结合使用
wc wc命令的功能为统计指定文件中的字节数、字数、行数, 并将统计结果显示输出ls > y
cat < y | sort | uniq | wc > y1
功能：把当前目录ls的结果存到y中,然后读取y的内容，然后将y的内容排序，去掉重复，然后统计字数，行数.并把结果保存到y1

什么是Unix Pipeline
举个例子： ls -1 | grep p | more 只列出来还有字母p的当前目录下的文件
Pipeline 使用”|“来区分多个命令，从左到右，前一个命令的结果是后一个命令的输入
谢谢仁兄

2.int execv(const char *progname, char *const argv[]);execv会停止执行当前的进程，并且以progname应用进程替换被停止执行的进程，进程ID没有改变。

progname: 被执行的应用程序。
argv: 传递给应用程序的参数列表，注意，这个数组的第一个参数应该是应用程序名字本身，并且最后一个参数应该为NULL，不参将多个参数合并为一个参数放入数组。
返回值：如果应用程序正常执行完毕，那么execv是永远不会返回的；当execv在调用进程中返回时，那么这个应用程序应该出错了（可能是程序本身没找到，权限不够…), 此时它的返回值应该是-1,具体的错误代码可以通过全局变量errno查看，还可以通过stderr得到具体的错误描述字符串：

谢谢卖萌的弱渣：
3. extern char strchr(char *str,char character) 从字符串str中寻找字符character第一次出现的位置。参数说明：str为一个字符串的指针，character为一个待查找字符。所在库名：#include <string.h>

4.open 函数原型：int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);

flags must include one of the following access modes: O_RDONLY, O_WRONLY, or O_RDWR.
mode: 创建文件时设定的其他用户权限: S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP | S_IROTH;
返回值：调用成功时返回一个文件描述符fd；调用失败时返回-1，并修改errno

5.dup 函数原型: int dup(int oldfd); 函数说明: create a copy of the file descriptor oldfd。dup出来的新fd共享之前fd的offset

6.int gettoken(chasr **ps, char *es, char **q, char **eq) // 把地址ps到es的字符串中的变量找到，并存到q到eq的地址去

7.int peek(char **ps, char *es, char *toks) //判断从地址ps到es的字符串是否含有toks里面的字符

8.char *mkcopy(char *s, char *es) // s指向需要拷贝的字符串头，es指向需要拷贝的字符串结尾. 这个函数拷贝从s到es的字符串，然后返回拷贝的地址。

9.struct cmd* parsecmd(char *s) // 解析命令把buffer里的命令包装成可执行的数据结构struct cmd

其他函数：

int chdir(const char * path); 用户将当前的工作目录改变成以参数路径所指的目录。

char *strcat(char *dest, const char *src) 把 src 所指向的字符串追加到 dest 所指向的字符串的结尾。

char *strerror(int errnum) 从内部数组中搜索错误号 errnum，并返回一个指向错误消息字符串的指针。errnum – 错误号，通常是 errno，是个整型。

代码补全

case ’ ':

 ecmd = (struct execcmd*)cmd;if(ecmd->argv[0] == 0)_exit(0);//The hard part is figuring out what execv and its parameters mean//So that I can modify the pathif(execv(ecmd->argv[0],ecmd->argv)==-1){char mypath[20]="/bin/";strcat(mypath,ecmd->argv[0]);if(execv(mypath,ecmd->argv)==-1){strcpy(mypath,"/usr/bin/");// I write "/user/bin/" and wrong...strcat(mypath, ecmd->argv[0]);if(execv(mypath,ecmd->argv)==-1){fprintf(stderr, "Command %s can't find\n", ecmd->argv[0]);_exit(0);}}}

case ‘<’:

case ‘>’:

 rcmd = (struct redircmd*)cmd;close(rcmd->fd);if(open(rcmd->file, rcmd->flags, S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP | S_IROTH)<0){fprintf(stderr, "file %s can't find\n", rcmd->file);_exit(0);}runcmd(rcmd->cmd);break;

case ‘|’:

最难的最有用的就是管道命令了，可以很深刻的理解文件描述符，也能非常好的明白文件重定向

文件描述符是一个int型数，它就像一个文件的索引一样，或者是一个文件指针。按我的理解，每个文件都会有一个自己的fd，用于被其他文件使用，还会有一张fd表，用于记录与其他文件的关系

谢谢 sky_Mata的图以及介绍

这位大哥说的很好，图也很清晰，但是我还是不明白怎么写完这个管道命令，于是我又读了别人的代码，画出了我的理解：
于是我写出了这段代码

pcmd = (struct pipecmd*)cmd;//fprintf(stderr, "pipe not implemented\n");// Your code here ...if(pipe(p)<0){fprintf(stderr,"Fail to create a pipe\n");_exit(0);}if(fork1()==0){//child one:read from stdin(0), write to the right end of pipe(p[1])close(1);dup(p[1]);close(p[0]);close(p[1]);runcmd(pcmd->left);}if(fork1()==0){//child two:read from the left end of pipe(p[0]), write to stdout(1)close(0);dup(p[0]);close(p[0]);close(p[1]);runcmd(pcmd->right);}close(p[0]);close(p[1]);wait(&r); //the position of wait I have a little confusionwait(&r);break;

自问自答

1.为什么我又没有写ls，cat，却可以exec它们，它们就是系统调用接口吗？
答：我认为这些是linux封装好的命令，不是系统调用，但是它们会调用很多系统调用来实现自己的功能。

2.为什么明明cmd结构体只有个type，赋值给其他结构体redircmd、execcmd等却可以把其他参数补全？
答：我认为在main()函数中的runcmd(parsecmd(buf))中，执行parsecmd后就已经根据cmd->type参数返回了相对应的结构体类型，通过struct cmd *这种基类结构体指针来存是个很聪明的选择

3.分析命令的过程还得仔细弄清楚！如“echo “6.828 is cool” > x.txt"从输入到运行下来，是怎么样的？
首先getcmd，将整条命令存到buf里，buf=“echo “6.828 is cool” > x.txt”
然后判断是不是cd命令，这里不是
然后fork1创建一个子进程，子进程里通过parsecmd将buf解析赋值给execcmd结构体
最后执行runcmd(cmd)
(其实parsecmd内部具体怎么搞得我还是比较模糊)

4.fork？
fork就是当前进程创建一个子进程，然后父进程等待子进程的执行。
子进程和父进程有着相同的文件描述符，数据也相同，只是存储的内存不同。
fork在子进程和父进程中都会有返回值，在父进程中返回子进程的pid，子进程中返回0。

5.每执行一条命令都会开辟一个进程吗？
答：不是吧，得fork才会创建新进程。main函数中fork了，管道命令中fork了两次。

6.parseredir在哪里引用了？
答：终于找到了，在parseexec()函数里的第八行处用到了

主要参考

用到的函数介绍
详细介绍
chapter 0介绍
关于管道的介绍