minishell → bash Clone Coding

쉘 만들기 (minishell)

구현할 기능

• 프롬프트

• PATH 변수, 절대경로, 상대경로 등을 이용해 프로그램을 실행할 수 있어야 함.

• 쉘 내장 기능 (echo -n, cd, pwd, export, unset, env, exit)을 실행할 수 있어야 함.

• 명령문 내 세미콜론은 명령어를 구분할 수 있어야 함.

• 외콤마 쌍콤마도 여러줄 명령어 들어갈 때 bash처럼 동작해야 함

• 리다이렉션이 동작해야 함.

• 파이프도 동작해야 함.

• 환경변수도 동작해야 함.

• $? 동작해야 함. (참조 : https://askubuntu.com/questions/646526/what-is-is-it-a-variable)

• ctrl + C / D / \ 도 동작해야 함.

시스템 콜 함수 (man 2)

• write : 1번 인수(파일 디스크립터)에 2번 내용을 3번 길이만큼 작성

• read : 1번 인수(파일 디스크립터)에 있는 내용을 2번에 3번 길이만큼 작성

• close : 인수(파일 디스크립터) 닫기

• fork : 새 프로세스 생성

• wait : 프로세스 종료 대기

• wait3 : 프로세스 종료 대기

• wait4 : 프로세스 종료 대기

• waitpid : 프로세스 종료 대기

• kill : 프로세스에 종료 "신호"를 보내는 함수

• chdir : 현재 작업중인 디렉토리를 인수로 주어진 디렉토리로 변경

• stat : 인수로 주어진 파일 상태를 가져옴

• lstat : 인수로 주어진 파일 상태를 가져옴

• fstat : 인수로 주어진 파일 상태를 가져옴

• execve : 인수 파일 실행

• dup : 파일 디스크립터 복제

• dup2 : 파일 디스크립터 복제

• pipe : 프로세서 사이 간 파일 디스크립터 쌍 생성

• errno : 시스템 콜 함수 사용 에러시 에러가 이 변수에 기록됨

C 표준 함수 (man 3)

• malloc : 메모리 할당

• free : 메모리 할당 해제

• signal : "신호" 를 받기 위한 시스템 콜 함수 sigaction의 단순화 버전

• exit : 프로세스 종료

• getcwd : 현재 작업중인 디렉토리 경로를 가져옴

• opendir : 디렉토리 열기

• readdir : 디렉토리 정보 가져오기

• closedir : 디렉토리 닫기

• strerror : 에러 넘버에 따른 에러 메시지를 리턴?

운영체제에 대한 아주아주아주 간단한 지식

CPU란?

• ALU (산술 연산 장치) : 더하기 빼기 곱하기 나누기 등과 같은 산술 연산을 수행한다.

• 컨트롤 유닛 : CPU의 동작을 통제한다.

• 레지스터 : CPU에서 사용하는 임시 변수, 명령어 주소 등 임시로 값을 저장하는 역할을 한다.

• 버스 인터페이스 : CPU가 외부 모듈과 통신을 하는 데 사용한다.

운영체제란?

시스템 콜이란?

시스템 콜의 종류

fork() / execve() - 프로세스 생성 (man 2 fork / execve)

exit() - 프로세스 종료 (man 3 exit)

wait() - 프로세스 종료 대기

프로세스

1. 프로세스가 메모리에 적재되어 있는 상태에서

2. 운영체제(커널)에 의해서 스케줄링이 되는 것이다.

• 함수의 매개변수와

• 함수 호출 후 복귀용 주소

• 함수의 지역변수

• 동적으로 메모리 할당할 때 데이터

프로세스 스케줄링

• new : 프로세스 생성 중

• ready : 프로세스 할당 기다림

• running : 프로세스 실행 중

• waiting : 프로세스가 신호 혹은 입출력 완료 이벤트를 기다림

• terminated : 프로세스 종료됨

프로세스 연산

IPC (Inter Process Communication)

스레드

쉘 만들어 보기

1. 입력 받기

2. 입력된 스트링 파싱하기

3. 파싱된 결과대로 무엇인가를 실행하기

입력 받기

fork() / exec() 테스트

fork()

	pid_t		pid;

	printf("1. before fork\n");
	pid = fork();
	printf("2. after fork (pid : %d)\n", pid);

$> ./minishell
1. before fork
2. after fork (pid : 58688)
2. after fork (pid : 0)

	pid_t		pid;

	printf("1. before fork\n");
	pid = fork();
	printf("2. after fork (pid : %d)\n", pid);
	sleep(10);

$> ./minishell &
[1] 58827
1. before fork
2. after fork (pid : 58828)
2. after fork (pid : 0)
$> ps -l
UID   PID  PPID      F CPU PRI NI       SZ    RSS WCHAN     S  ADDR TTY        TIME CMD
501 51219 51218   4006   0  31  0  4346816   1984 -      Ss       0 ttys001 0:00.20 /bin/zsh -l
501 58827 51219   4006   0  31  5  4268324    720 -      SN       0 ttys001 0:00.00 ./minishell
501 58828 58827      6   0  26  5  4277540    432 -      SN       0 ttys001 0:00.00 ./minishell
501 55837 55836   4006   0  31  0  4354728   1836 -      S+       0 ttys003 0:00.15 -zsh

execve와 환경변수

int execve(const char *path, char *const argv[], char *const envp[]);

int main(int argc, char *argv[], char *envp[]);

	char *arg1 = "/bin/pwd";
	char *arg[2];
	arg[0] = arg1;
	arg[1] = NULL;

	printf("1. before exec\n");
	execve("/bin/pwd", arg, envp);
	printf("2. after exec\n");

$> ./minishell
1. before exec
[현재 minishell 실행중인 경로가 출력됨]

	pid_t		pid;
	char *arg1 = "~";
	char *arg[2];
	arg[0] = arg1;
	arg[1] = NULL;

	printf("1. before exec/fork\n");
	pid = fork();
	if (pid > 0)
		execve("/bin/pwd", arg, envp);
	printf("2. after exec\n");

$> ./minishell
1. before exec/fork
2. after exec
[현재 minishell 실행중인 경로가 출력됨]

	pid_t		pid;
	char *arg1 = "/bin/sleep";
	char *arg2 = "10";
	char *arg[3];
	arg[0] = arg1;
	arg[1] = arg2;
	arg[2] = NULL;

	printf("1. before exec/fork\n");
	pid = fork();
	if (pid == 0)
		execve("/bin/sleep", arg, envp);
	sleep(10);
	printf("2. after exec\n");

$> ./minishell &
[1] 59774
1. before exec/fork
$> ps -l
UID   PID  PPID     F CPU PRI NI       SZ    RSS WCHAN    S  ADDR TTY        TIME CMD
501 51219 51218  4006   0  31  0  4363200   2036 -     Ss       0 ttys001 0:00.22 /bin/zsh -l
501 59774 51219  4006   0  31  5  4268340    568 -     SN       0 ttys001 0:00.00 ./minishell
501 59775 59774     6   0  26  5  4277540    428 -     SN       0 ttys001 0:00.00 /bin/sleep 10
501 55837 55836  4006   0  31  0  4354728   1820 -     S+       0 ttys003 0:00.16 -zsh
2. after exec
[1]  + done       ./minishell

시그널

https://www.joinc.co.kr/w/Site/system_programing/Book_LSP/ch06_Signal

https://ko.wikipedia.org/wiki/유닉스_신호

man 3 signal / man 2 kill

키보드로 쉘에서 시그널 보내기

• control + c : SIGINT (인터럽트 신호 - 보통 프로세스를 종료시킴)

• control + \ : SIGQUIT (종료 신호)

control + d

bash에서 위 명령을 내리면?

신호 컨트롤

void			ft_signal(void)
{
	signal(SIGINT, ft_sigint);
	signal(SIGQUIT, ft_sigkill);
}

void			ft_sigint(int code)
{
	printf("[SIGNAL] %d at %s\n", code, __func__);
}

void			ft_sigkill(int code)
{
	printf("[SIGNAL] %d at %s\n", code, __func__);
}

키보드 입력문자 제거

EOF

EOF란?

bash

$> bash

The default interactive shell is now zsh.
To update your account to use zsh, please run `chsh -s /bin/zsh`.
For more details, please visit https://support.apple.com/kb/HT208050.
bash-3.2$ exit
$>

$> bash

The default interactive shell is now zsh.
To update your account to use zsh, please run `chsh -s /bin/zsh`.
For more details, please visit https://support.apple.com/kb/HT208050.
bash-3.2$ ls

1. 아무 입력도 안한 상황에서 EOF 입력

2. 어떤 문자가 입력된 상황에서 EOF 입력

명령 파싱

• ';' 으로 구분회는 명령

• 파이프 사용

• 리다이렉션 사용

• 외따옴표, 쌍따옴표가 동일하게 작동

쉘 명령

$> [명령] [인수1] [인수2] ...

• 공백으로 분리되는 문자열을 하나로 합칠 때

• 공백이 둘 이상일 때 공백을 유지하기 위해 (따옴표가 없으면 하나 이상의 공백은 하나로 처리됨)

$> ls -al
$> "ls" -al
$> ls "-al"
$> 'ls' "-al"

명령 실행

환경변수

실행 가능 여부

int				ft_isexecutable(char *file)
{
	struct stat	test;

	if (stat(file, &test) != -1)
		return (1);
	else
		return (0);
}

wait

기본형

pid_t wait(int *stat_loc);

명령어에 인수 집어넣기

명령어와 인수 파싱

1. 문자열에서 따옴표 모두 제거
1. 제거를 하며 따옴표 내부에 존재하는 공백 문자는 모두 다른 문자로 대치

2. 문자열을 공백으로 split

3. 다른 문자로 대치된 공백 문자를 공백 문자로 치환

argv[0]

$> ps
$> /bin/ps

상대 경로에 있는 프로그램 실행 및 디렉토리 이동

현재 프로세스 실행경로의 위치

디렉토리 관련 사용 가능한 함수들

• getcwd : 현재 작업중인 디렉토리 경로를 가져옴

• chdir : 디렉토리 변경

• opendir : 디렉토리 열기

• readdir : 디렉토리 정보 가져오기

• closedir : 디렉토리 닫기

getcwd

char *getcwd(char *buf, size_t size);

chdir

int chdir(const char *path);

명령어 파싱

테스트

/

/a/

/b/

/b/a.out

리다이렉션

$> [명령어] [인수] < [명령어의 표준입력을 해당파일로 받음]
$> [명령어] [인수] > [명령어의 표준출력을 해당파일로 받음]
$> [명령어] [인수] >> [명령어의 표준출력을 해당파일로 받음] ; 기존 파일내용에 이어붙임
$> [명령어] [인수] > [명령어의 표준출력을 해당파일로 받음] < [명령어의 표준입력을 해당파일로 받음]

$> echo "1" > 1.txt
$> echo "2" > 2.txt
$> echo "3" > 3.txt
$> cat < 1.txt < 2.txt < 3.txt
1
2
3
$> cat < 1.txt < 2.txt < 3.txt > 123.txt
$> cat 123.txt
3

$> echo "1" > 1.txt
$> echo "2" > 2.txt
$> > 3.txt echo "3"
$> < 1.txt < 2.txt cat < 3.txt
1
2
3
$> < 1.txt < 2.txt < 3.txt > 123.txt cat
$> cat 123.txt
3

파일 디스크립터

dup()

int dup(int fildes);

dup2()

int dup2(int fildes, int fildes2);

pipe()

int pipe(int fildes[2]);

쉘 로그인 메시지

$> bash

The default interactive shell is now zsh.
To update your account to use zsh, please run `chsh -s /bin/zsh`.
For more details, please visit https://support.apple.com/kb/HT208050.
bash-3.2$

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