Разработка приложений в среде Linux. Второе издание

Троан Эрик В.

374: if (tcsetpgrp(0, getpid))

375: perror("tcsetpgrp");

376: }

377: }

378: }

379:

380: return 0;

381: }

Эта версия не делает ничего, кроме запуска внешней программы с аргументами, поддержки комментариев стиля

#

(все, что следует за символом

#

, игнорируется), и позволяет программам выполняться в фоновом режиме. Она работает как интерпретатор простых сценариев оболочки, написанных в нотации

#!

,

но ничего сверх этого не делает. Она разработана в качестве имитации обычного интерпретатора оболочки, используемого в системах Linux, несмотря на то, что в значительной степени упрощена.

Прежде всего, взглянем на структуры данных, которые здесь используются. На рис. 10.2 показаны структуры данных, используемые в

ladsh1.с

для отслеживания запускаемых дочерних процессов, на примере применения программы

grep

в фоновом режиме и

links

— в режиме переднего плана,

struct jobSet

описывает набор функционирующих заданий. Он содержит связный список заданий и указатель на текущее задание, выполняемое на переднем плане. Если такового нет, то указатель равен

NULL

,

ladsh1.с

использует

struct jobSet

для того, чтобы отслеживать задания, выполняемые в данный момент в фоновом режиме.

Рис. 10.2. Структуры данных, описывающие задания для

ladsh1.с

struct childProgram

описывает отдельную выполняемую программу. Это не совсем то же самое, что задание — в конце концов, каждое задание может состоять из нескольких программ, связанных по программным каналам. Для каждой дочерней программы

ladsh

отслеживает

pid

, имя программы и аргументы командной строки. Первый элемент

argv

,

argv[0]

, содержит имя запущенной программы, которое передается также потомку в виде первого аргумента.

Множество программ объединяется в одно задание с помощью

struct job

. Каждое задание имеет уникальный идентификатор в оболочке, соответствующее количество программ, составляющих задание (хранимых в

progs

, указателе на массив

struct childProgram

), а также указатель на другое (следующее) задание, что позволяет объединять их вместе в связный список (который описывает

struct jobSet

). Задание также отслеживает, сколько отдельных программ составляет его, и сколько их них все еще выполняются (поскольку не все компоненты задания могут завершаться одновременно). Остальные два члена —

text

и

cmdBuf

— служат в качестве буферов для хранения различных строк, которые используются структурами

struct childProgram

, содержащимися в задании.

Большая часть

struct jobSet

состоит из динамически распределенной памяти, которая должна быть освобождена по завершении задания. Первая функция в

ladsh1.с

,

freeJob

, освобождает память, использованную заданием.

Следующая функция,

getCommand

, получает команду, введенную пользователем, и возвращает строку. Если команды читаются из файла, то никакого приглашения не выводится (вот почему код сравнивает входной файловый поток со

stdin

).

parseCommand

разбивает строку команды в структуру

struct job

для использования в

ladsh

. Первый аргумент —

это указатель на указатель на команду. Если в строке множество команд, он переставляется на начало следующей команды. Он устанавливается в

NULL

, когда завершается разбор последней команды в строке. Это позволяет

parseCommand

разбирать только одну команду при каждом вызове и дает возможность вызывающей функции просто разбирать строку за несколько вызовов. Следует отметить, что несколько программ, объединенных каналами, не рассматриваются как отдельные команды — независимыми друг от друга считаются только команды, разделенные символами

;

или

&

. Поскольку

parseCommand

— это просто пример разбора строк, мы не будем углубляться в детали ее работы.

Функция

runCommand

отвечает за запуск отдельного задания. Она принимает структуру

struct job

, описывающую запускаемое задание, список заданий, выполняющихся в данный момент, а также флаг, указывающий, должно ли задание выполняться в фоновом режиме или же на переднем плане.

Пока

ladsh

не поддерживает каналов, поэтому каждое задание может состоять только из одной программы (хотя большая часть инфраструктуры, поддерживающей каналы, уже присутствует в

ladsh1.с

). Если пользователь запускает

exit

, происходит немедленный выход из программы. Это пример встроенной команды, которую выполняет сама оболочка для обеспечения правильного поведения. Другая встроенная команда —

jobs

— также здесь реализована.

Если же команда не является встроенной, необходимо выполнить дочернюю команду. Поскольку каждое задание состоит только из одной программы (до тех пор, пока не будут реализованы каналы), это сделать достаточно просто.

219: if (!(newJob.progs[0].pid = fork)) {

220: execvp(newJob.progs[0].argv[0], newJob.progs[0].argv);

221: fprintf(stderr, "exec для %s потерпела неудачу: %s\n",

222: newJob.progs[0].argv[0],

223: strerror(errno));

224: exit(1);

225: }

Во-первых, с помощью

fork

порождается дочерний процесс. Родитель сохраняет идентификатор pid дочернего процесса в

newJob.progs[0].pid

, тогда как дочерний процесс сохраняет там

0

(помните, что родитель и потомок имеют разные образы памяти, хотя изначально они и содержат одинаковую информацию). В результате управление в дочернем процессе входит в тело оператора

if

, в то время как родитель пропускает его. Дочерний немедленно запускает новую программу с помощью вызова

execvp

. Если ему этот вызов не удается, печатается сообщение об ошибке и работа завершается. Это все необходимо, чтобы породить простой дочерний процесс.

После порождения дочернего процесса родитель помещает его в его собственную группу и записывает задание в список запущенных заданий. Если процесс должен выполняться на переднем плане (не в фоне), родитель вносит дочерний процесс в группу процессов переднего плана управляющего терминала, на котором работает командная оболочка.

Следующая функция,

checkJobs

, ищет фоновые задания, которые были завершены, и соответствующим образом чистит список работающих заданий. Для каждого процесса, который был завершен (помните, что

waitpid

возвращает только информацию о завершенных процессах, если только не было указано

WUNTRACED

), оболочка делает следующие вещи.