技术标签: 操作系统
任务一
学会编译tsh.c,调用tsh文件traceXX.txt的功能验证方法
可以看到trace01.txt中命令是CLOSE和WAIT,执行tsh和tshref的结果相同,都是正常退出程序,但是trace02.txt中命令是quit和WAIT,但quit函数还没有实现,所以执行tsh会造成程序等待的情况,而tshref可以正常退出。
任务二
任务三
了解tsh.c中作业表job struct和操作管理函数(如addjob())
作业表结构体包含进程号、作业号、作业状态(UNDEF, BG, FG, ST), 储存命令的数组cmdline
作业表初始化
将每个结构体数组中的变量置空
返回作业表中最大的编号
添加作业到表中,pid为0表示父进程,不为子进程返回。
删除进程编号为pid的作业
返回前台正在运行的进程编号,如果不存在返回0
返回进程编号为pid的作业结构体
匹配进程号为pid的作业,能找到则返回其作业号,不能则返回0
打印作业表中的所有作业
编程实现eval()的后台作业管理功能并使用trace04验证
在原有eval函数的基础之上添加了将作业添加至后台作业管理的函数使用。创建了子进程:
按理说这里输出的作业编号应该和示例相同,即都为1,但是测试结果为2,暂时没有想到解决方案。
学习trace测试文件符号(空格、&、#等)、命令、用户程序myspin含义
1)文件符号:
空格:用来分隔命令和参数或者参数与参数;
&:如果一个命令以&结尾,shell应该在后台运行它,否则在前台运行;
#:以 # 开头的行就是注释,会被解释器忽略。
2)命令:
包括内建命令和外部命令。内置命令包括quit、jobs、bg、fg等等。可以使用type来确定命令属于内置还是外部。
vim属于外部命令,cd属于内置命令,执行vim会fork创建单独的进程,并且触发磁盘IO,当该任务结束后退出,而cd则是在当前线程执行一个函数,所以速度较快。
任务四
3. 编程实现jobs内建命令,使用trace05验证
在原有builtin_cmd函数中添加一个判断函数,如果参数是jobs,则执行listjobs函数的功能(即将所有的作业打印出来)
4. 利用make test05命令对其进行验证
任务五
5. 比较trace06执行不同结果,编程实现sigint_handler捕获INT响应、waitfg()等待、sigchld_handler回收僵死进程。
6. 验证trace06~07,了解接收信号、信号处理、信号阻塞概念
void sigchld_handler(int sig)
{
/*当子进程成为僵尸进程或收到STOP信号,内核都会发送SIGCHID给shell,
* 该函数会回收所有可用的僵尸子进程,但不等待其他任何正在运行的子进程终止*/
pid_t pid;
struct job_t *job;
int jid;
int status;
if(verbose){
printf("sigchld_handler: entering\n");
}
while((pid = waitpid(-1, &status, WUNTRACED | WNOHANG)) > 0){
/*暂时停止目前进程的执行,直到有信号来到或子进程结束
pid_t waitpid(pid_t pid,int * status,int options)
-1表示已成为僵尸的子进程,将所有僵死进程找到
如果在调用 waitpid()时子进程已经结束,则 waitpid()会立即
返回子进程结束状态值。 子进程的结束状态值会由参数 status 返回,
而子进程的进程识别码也会一起返回。
WNOHANG 若pid指定的子进程没有结束,则waitpid()函数返回0,不予以等待。若结束,则返回该子进程的ID。
WUNTRACED 若子进程进入暂停状态,则马上返回,但子进程的结束状态不予以理会。WIFSTOPPED(status)宏确定返回值是否对应与一个暂停子进程。*/
job = getjobpid(jobs, pid);
//在作业组中寻找进程号为pid的作业
if(!job){
app_error("can't find the job");
}
jid = job->jid;//找到作业号
if(WIFEXITED(status)){
//WIFEXITED(status)为非0 表明进程正常结束
if(deletejob(jobs, pid)){
//删除该进程
if(verbose){
printf("sigchld_handler: Job [%d] (%d) deleted\n", jid, pid);
}
}else{
app_error("can't delete job");
}
if(verbose){
printf("sigchld_handler: Job [%d] (%d) terminates OK (status %d)\n", jid, pid, WEXITSTATUS(status));
}
}
if(WIFSIGNALED(status)){
//WIFSIGNALED(status)为非0 表明进程异常终止
if(deletejob(jobs, pid)){
if(verbose){
printf("sigchld_handler: Job [%d] (%d) deleted\n", jid, pid);
}
}else{
app_error("can't delete job");
}
printf("Job [%d] (%d) terminated by signal %d\n", jid, pid, WTERMSIG(status));
}
if(WIFSTOPPED(status)){
//WIFSTOPPED: 如果进程在被ptrace调用监控的时候被信号暂停/停止,返回True
job->state = ST;
printf("Job [%d] (%d) stopped by signal %d\n", jid, pid, WSTOPSIG(status));
}
}
//waitpid返回值如果为0,说明waitpid没有出错,而可能是别的函数报错,比如pause
if(pid < 0 && errno != ECHILD){
unix_error("waitpid error");
}
if(verbose){
printf("sigchld_handler: exiting\n");
}
return;
}
void sigint_handler(int sig)
{
//捕获异常
if(verbose){
printf("sigint_handler: entering\n");
}
pid_t pid;
pid = fgpid(jobs);//获得进程号
if(pid){
kill(-pid, SIGINT);//杀死进程
if(verbose){
printf("sigint_handler: Job (%d) killed\n", pid);
}
}
if(verbose){
printf("sigint_handler: exiting\n");
}
return;
}
void waitfg(pid_t pid)
{
//进程等待
struct job_t *job;
job = getjobpid(jobs, pid);//在作业体中查找进程号为pid的作业
while(1){
pause();
if((job->pid == 0 && job->state == UNDEF) ||
(job->pid == pid && job->state == ST)){
if(verbose){
printf("waitfg: Process (%d) no longer the fg process\n", pid);
}
break;
}
}
return;
}
接收信号:当目的进程被内核强迫以方式对信号的发送做出反应时,目的进程就接收了信号。进程可以忽略这个信号,终止或者通过执行一个称为信号处理 程序的用户层函数捕获这个信号。
信号处理:signal函数可以通过下列三种方法之一来改变和信号signum相关联的行为:
①如果handler是SIG_IGN,那么忽略类型为signum的信号;
②如果handler是SIG_DFL,那么类型为signum的信号行为恢复为默认模式;
③否则,handler就是用户定义的函数的地址,这个函数称为信号处理程序,
当一个程序要捕获多个信号时,会有以下问题:
①待处理信号被阻塞;②待处理信号不会排队等待;③系统调用可以被中断。
信号阻塞:Unix信号处理程序通常会阻塞当前处理程序正在处理类型的待处理信号。
任务六
8. 比较trace08执行不同结果,编程实现sigtstp_handler捕获TSTP响应。
9. 验证trace08,保证tsh和tsh-ref实现的功能一致。
void sigtstp_handler(int sig)
{
pid_t pid;
if(verbose){
printf("sigtstp_handler: entering\n");
}
pid = fgpid(jobs);
if(pid){
kill(-pid, SIGTSTP);//状态统一在sigchld_handler中处理
if(verbose){
printf("sigint_handler: Job [%d] (%d) stopped\n", pid2jid(pid), pid);
}
}
if(verbose){
printf("sigtstp_handler: exiting\n");
}
return;
}
任务七
10. 比较trace09~10执行不同结果,编程实现内建命令bg和fg的do_bgfg()处理函数。
11. 验证trace09~10
void do_bgfg(char **argv)
{
int bg = 0;
int jid;
pid_t pid;
struct job_t *job;
char *arg = argv[1];
if(!arg || arg[0]=='&'){
printf("%s command requires PID or %%jobid argument\n", argv[0]);
return;
}
if(arg[0]!='%' && (arg[0]<'0' || arg[0]>'9')){
printf("%s: argument must be a PID or %%jobid\n", argv[0]);
return;
}
//get job
if(arg[0]=='%'){
jid = atoi(++arg);
if(!jid){
printf("%s: No such job\n", argv[1]);
return;
}
job = getjobjid(jobs, jid);//找到作业号
if(!job){
printf("%s: No such job\n", argv[1]);
return;
}
pid = job->pid;//找到进程号
}else{
pid = atoi(arg);
job = getjobpid(jobs, pid);
if(!job){
printf("(%d): No such process\n", pid);
return;
}
}
//do bg or fg
if(!strcmp(argv[0],"bg")){
bg = 1;
}
if(bg){
kill(-pid, SIGCONT);
job->state = BG;
printf("[%d] (%d) %s", job->jid, job->pid, job->cmdline);
}else{
kill(-pid, SIGCONT);
job->state = FG;
waitfg(pid);
}
return;
}
在trace09中执行完bg %2命令后会将作业2放到后台运行,故最终【2】后面会显示running;在trace10中执行fg %1会将后台的作业1停止之后添加到前台运行。
任务八
13. 验证trace11~15并解释与记录
Trace11:./mysplit 4创建子进程并将其挂起 4 秒,而父进程在挂起 2 秒后发送 SIGINT 信号使子进程终止
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