Lab2: 实验目的：学习unix的shell如何使用系统调用

一. 实验准备

Your job is to write a simple shell for xv6. It should be able to run commands with arguments, handle input and output redirection, and set up two-element pipelines. Your shell should act like the xv6 shell sh for these examples as well as similar commands:
我需要写一个简单的shell,它要支持运行带参数的命令，输入输出重定向，设置两个管道；我的shell 应该支持那些指令，那么面向测试程序编程，可以看看testsh.c中t1~t9函数，一共有9条，详见：user/testsh.c
提示：

我的shell应该写在user/nsh.c下，然后在makefile里添加它并编译；
我的shell应以@开头而不是$,方便和xv6shell区分开；运行效果像下面这样：
不要使用内存分配器函数，如malloc();尽量使用栈内存和全局变量；
可以限制cmd名字的长度，参数的数量，和单个参数的长度等；
可以使用testsh测试你的nsh.c；testsh会将输出重定向，你也可以修改testsh的代码，方便你看到自己程序的输出；
大佬c语言书里的代码时很有用的，多看看，如5.12节的gettoken(); 这个函数sh.c有用到
参考资料：这里可以参考哈工大的实验链接，它也是用的mit 6.s081的课程，https://hitsz-lab.gitee.io/os_lab/lab2/part3/,可以把它当成中文版的翻译；

二. 知识点

int unlink(const char*);函数，关闭给定文件的所有文件描述符的链接，然后删除文件；如果给定的是一个文件的软链接，则删除这个软链接
int chdir(const char*);是C语言中的一个系统调用函数（同cd），用于改变当前工作目录，其参数为Path 目标目录，可以是绝对目录或相对目录。
gets(char *buf, int max)从标准输入中读取字符，直到遇到\n获\r。
fprintf(int fd, const char *fmt, ...) 指定给指定文件描述符fd中写入字符串

三. 任务分解

我自己实现的shell都要完成那些任务

先main()函数， shell的main函数不需要参数，它从标准输入中读取数据

int main(void)
{static char buf[100];int fd;// Ensure that three file descriptors are open.while ((fd = open("console", O_RDWR)) >= 0){if (fd >= 3){close(fd);break;}}// Read and run input commands.// getcmd 从标准输入中读取字符，直到遇到`\n`获`\r`。while (getcmd(buf, sizeof(buf)) >= 0){if(buf[0] == 'c' && buf[1] == 'd' && buf[2] == ' '){// Chdir must be called by the parent, not the child.buf[strlen(buf)-1] = 0;  // chop \nif(chdir(buf+3) < 0)fprintf(2, "cannot cd %s\n", buf+3);continue;}if (fork1() == 0){ // 在子进程中运行指令char *argv[MAXARGS];int argc;parsecmd(buf, argv, &argc); // 解析指令，将指令按照空格填充到argv中runcmd(argc, argv); // 运行指令，运行后执行cmd}// 父进程等子进程执行完指令后继续从标准输入读取下一条指令wait(0);}exit(0);
}

解析指令，将指令按照空格填充到argv中

void parsecmd(char *buf, char *argv[], int *argc)
{int i = 0, j = 0;for (; buf[j] != '\n' && buf[j] != '\0'; j++){// 当buf[j]属于whitespace的string时，返回对应的下标while (strchr(whitespace, buf[j])){j++;}// 此时得到的j一定不是whitespaceargv[i++] = buf + j; // buf+j是地址，这里也可以用&buf[j]// 在找到下一个whitespacewhile (0 == strchr(whitespace, buf[j])){j++;}buf[j] = '\0';// 这里buf[j]="\0"; }argv[i] = 0; *argc = i;
}

执行指令

void runcmd(int argc, char *argv[])
{// 先看argv里有没有'|'，需要管道执行的for (int i = 0; i < argc; i++){if (!strcmp(argv[i], "|")) // strcmp返回的是两个str相减，为0说明找到了{myPipe(argc, argv); // 待实现 有管道的时候是否需要退出}}// 这里输入输出重定向，最终要实现的是 echo < inputfile > outfile 替换为 echo \0for (int i = 0; i < argc; i++){// 判断输出重定向if (!strcmp(argv[i], ">")){if (argc - 1 != i){close(1);open(argv[i + 1], O_CREATE | O_WRONLY);argv[i] = '\0'; // 这样后续执行的时候 只执行>之前的命令}else{fprintf(2, "%s\n", "output redirect error"); //fprintf 指定给指定文件描述符fd中写入字符串}}// 判断输入重定向if (!strcmp(argv[i], "<")){if (argc - 1 != i){close(0);open(argv[i + 1], O_RDONLY);argv[i] = '\0'; // 这样后续执行的时候 只执行<之前的命令}else{fprintf(2, "%s\n", "input redirect error"); //fprintf 指定给指定文件描述符fd中写入字符串}}}// 这个指令既没有输入重定向，也没有输出重定向，也没有pipe，这里执行直接执行if (argv[0] == 0)exit(-1);exec(argv[0], argv);fprintf(2, "exec %s failed\n", argv[0]);
}

管道, cat readme | grep xxx子进程执行’|‘左边的，我原以为父进程等待子进程执行完后，在执行’|'右边的;但实际这里不用等子进程执行完，剩余的grep xxx会自己读取标准输入的内容，然后过滤结果到标准输出；
grep xxx [file] // file为空时，缺省为标准输入

void myPipe(int argc, char *argv[])
{// 找到argv中的"|",然后更换为"\0";int i = 0;for (i = 0; i < argc; i++){if (!strcmp(argv[i], "|")) // strcmp返回的是两个str相减，为0说明找到了{argv[i] = 0;break;}}// 此时指令已经从i出分开 [0,i)出为第一条指令c长度为i; [i+1,argc) 为第二条指令，长度为argc-i-1// 这里左边的指令要输出到右边的指令// 利用管道int fds[2];pipe(fds);int pid = fork();if (pid < 0){fprintf(2, "myPipe exec failed,fork error.\n");}else if (0 == pid){// 子进程 执行左边的指令，然后将标准输出重定向到fds[1] fds1close(1);dup(fds[1]); // 利用最低的fd拷贝一份fds[1] ，详见book-riscv-rev0.pdf 1.3 pipeclose(fds[1]);close(fds[0]);runcmd(i, argv);}else{// 父进程 读取fds[0]中的数据，然后执行右边的指令// 父进程这里需要等到读到数据后才执行么？或者是等到子进程退出后再执行么？// 不需要，具体读取标准输入的数据交给runcmd去执行，这里只做输入重定向close(0);dup(fds[0]);close(fds[0]);close(fds[1]);runcmd(argc - i - 1, argv + i + 1);}
}

四. 思考问题

shell里打印在控制台的$文件字符为啥是打印在标准错误的fd中，而不是打印在标准输出的fd中？

个人认为和shell 的main()函数里下面的代码有关，标准输入，输出，错误都是console文件，这个console文件应该就是屏幕这个黑框，都显示在上面，我们执行个错误指令，对应的错误信息也会显示出来；
那都会显示为啥不直接写到标准输入中，如果有人读标准输入，也就会多读一个’′，因此写在′'，因此写在'′，因此写在′'标准错误中

// 假如说标准输入，输出，错误都关了，那就得打开3次while((fd = open("console", O_RDWR)) >= 0){if(fd >= 3){close(fd);break;}}

五. 结果

最后附上代码的得分结果，完结，撒花：

Lab2_Simple Shell_xv6_2019

Lab2: 实验目的：学习unix的shell如何使用系统调用

一. 实验准备

二. 知识点

三. 任务分解

四. 思考问题

五. 结果

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