本身動手實現一個Unix Shell

這個實驗經過實現一個支持做業控制的Unix Shell，讓咱們對進程控制和信號控制更加熟悉。課程Lab已經幫助咱們搭建起了Shell的總體框架，並實現了與本次實驗不太相關的代碼，核心部分須要咱們本身完成。

總體框架

Shell從標準輸入（stdin）讀取用戶輸入的命令，而後解析命令，Shell支持兩種類型的命令：若是用戶輸入的是的內置命令（如quit、jobs等），那麼直接執行該命令；若是用戶輸入的是某個可執行文件的路徑，那麼經過fork一個子進程，在子進程中加載並執行命令。Shell把每次用戶輸入的命令抽象爲一個job，一個job能夠包含多個進程（例如管道）。每一個job有兩種運行方式，若是用戶輸入的命令以'&'結尾，那麼job將會在後臺（background）運行，不然，job運行在前臺（foreground）。在任意時刻，只容許存在0或1個前臺job，可是能夠有0或多個後臺job運行。最後，爲了支持用戶可以向Shell發送信號，咱們還須要實現3個信號處理程序，分別處理信號SIGCHLD、SIGINT和SIGTSTP。

須要注意的地方

• 默認的，一個子進程和它的父進程同屬於一個進程組，而Unix系統提供的大量向進程發送信號的機制，都是基於進程組這個概念的。當咱們輸入Ctrl + C，內核會發送一個SIGINT信號到前臺進程組的每一個進程，相似的，輸入Ctrl + Z會致使內核發送一個SIGTSTP信號給前臺進程組中的每一個進程。這兒的「前臺進程組」指的是Shell進程所屬的進程組。實驗中，咱們並不指望信號直接做用於Shell進程自己（不然Shell收到SIGINT信號就終止了），而是須要讓Shell將信號轉發給Shell前臺做業中的子進程及其所屬進程組中的全部進程。因此，咱們不能讓子進程和Shell進程同屬一個進程組。具體作法是經過使用setpgid函數來改變子進程的進程組，當調用setpgid(0, 0)時，內核會建立一個新的進程組，其進程組ID是調用者進程的PID，而且會把調用者進程加入到這個進程組中。
• 當Shell收到信號時，具體的工做須要信號處理函數來完成。例如收到SIGINT信號，那麼信號處理函數會把該信號發往前臺job中的進程及其所屬進程組中的全部進程。實驗中，咱們是經過kill(pid_t pid, int sig)來發送信號，注意到咱們並不單單是向PID = pid的進程發送信號，kill函數幫助咱們實現了這一點：若是pid小於0，kill發送信號sig給進程組|pid|（pid的絕對值）中的每一個進程。咱們能夠意識到，上一點須要注意的地方正是爲這一點作鋪墊的。
• 父進程（Shell）fork了一個子進程後，父進程須要將這個進程做爲一個job添加到job隊列中去（addjob），當子進程終止時，內核會發送一個SIGCHLD信號給父進程，而後在相應的信號處理程序中，把終止的子進程對應的job從job隊列中刪除（deletejob）。考慮一種狀況：當父進程fork了一個子進程以後，子進程先於父進程得到調度，而且在父進程執行addjob前，子進程就已經終止了，併發送了SIGCHLD信號給父進程。此時，在信號處理程序中deletejob不會作任何操做，由於此時父進程尚未把job加入到job隊列中。出現這個問題的根本緣由是在addjob以前調用了deletejob。解決這個問題的方法是：在父進程fork子進程以前，將SIGCHLD信號阻塞，當完成addjob以後，才解除對SIGCHLD信號的阻塞，這樣就能保證在子進程被添加到job隊列以後再回收該子進程。注意，子進程繼承了它們父進程的被阻塞信號集合，因此咱們必須在調用execve以前，解除子進程中阻塞的SIGCHLD信號。

代碼

Shell Lab的代碼在這裏。