Архитектура операционной системы UNIX

{
 callno++;
 printf("caught sig %d %dth call at addr %u\n", signo, callno, cp);
 sbrk(256);
 signal(SIGSEGV, catcher);
}

original brk value 140924
caught sig 11 1th call at addr 141312
caught sig 11 2th call at addr 141312
caught sig 11 3th call at addr 143360

…(тот же адрес печатается до 10-го вызова подпрограммы sbrk)

caught sig 11 10th call at addr 143360
caught sig 11 11th call at addr 145408

…(тот же адрес печатается до 18-го вызова подпрограммы sbrk)

caught sig 11 18th call at addr 145408
caught sig 11 19th call at addr 145408
 -
 -

Рисунок 7.27. Пример программы, использующей функцию brk, и результаты ее контрольного прогона

7.8 КОМАНДНЫЙ ПРОЦЕССОР SHELL

Теперь у нас есть достаточно материала, чтобы перейти к объяснению принципов работы командного процессора shell. Сам командный процессор намного сложнее, чем то, что мы о нем здесь будем излагать, однако взаимодействие процессов мы уже можем рассмотреть на примере реальной программы. На Рисунке 7.28 приведен фрагмент основного цикла программы shell, демонстрирующий асинхронное выполнение процессов, переназначение вывода и использование каналов.

/* чтение командной строки до символа конца файла */

while (read(stdin, buffer, numchars)) {

 /* синтаксический разбор командной строки */

 if (/* командная строка содержит & */) amper = 1;

 else amper = 0;

 /* для команд, не являющихся конструкциями командного языка shell */
 if (fork == 0) {
 /* переадресация ввода-вывода? */

if (/* переадресация вывода */)  {

 fd = creat(newfile, fmask);
 close(stdout);
 dup(fd);

close(fd); /* stdout теперь переадресован */

 }

if (/* используются каналы */) {

 pipe(fildes);

if (fork == 0) {

 /* первая компонента командной строки */
 close(stdout);
 dup(fildes[1]);
 close(fildes[1]);
 close(fildes[0]); /* стандартный вывод направляется в канал */
 /* команду исполняет порожденный процесс */
 execlp(command1, command1, 0);
 }
/* вторая компонента командной строки */
 close(stdin);

dup(fildes[0]);

 close(fildes[0]);
 close(fildes[1]); /* стандартный ввод будет производиться из канала */
 }
 execve(command2, command2, 0);
 }
 /* с этого места продолжается выполнение родительского процесса… процесс-родитель ждет завершения выполнения потомка, если это вытекает из введенной строки * /

 if (amper == 0) retid = wait(&status);

}

Рисунок 7.28. Основной цикл программы shell

Shell считывает командную строку из файла стандартного ввода и интерпретирует ее в соответствии с установленным набором правил. Дескрипторы файлов стандартного ввода и стандартного вывода, используемые регистрационным shell'ом, как правило, указывают на терминал, с которого пользователь регистрируется в системе (см. главу 10). Если shell узнает во введенной строке конструкцию собственного командного языка (например, одну из команд cd, for, while и т. п.), он исполняет команду своими силами, не прибегая к созданию новых процессов; в противном случае команда интерпретируется как имя исполняемого файла.

Командные строки простейшего вида содержат имя программы и несколько параметров, например:

who

grep -n include *.c

ls -l

Shell „ветвится“ (fork) и порождает новый процесс, который и запускает программу, указанную пользователем в командной строке. Родительский процесс (shell) дожидается завершения потомка и повторяет цикл считывания следующей команды.

Если процесс запускается асинхронно (на фоне основной программы), как в следующем примере

nroff -mm bigdocument&

shell анализирует наличие символа амперсанд (&) и заносит результат проверки во внутреннюю переменную amper. В конце основного цикла shell обращается к этой переменной и, если обнаруживает в ней признак наличия символа, не выполняет функцию wait, а тут же повторяет цикл считывания следующей команды.

Из рисунка видно, что процесс-потомок по завершении функции fork получает доступ к командной строке, принятой shell'ом. Для того, чтобы переадресовать стандартный вывод в файл, как в следующем примере

nroff -mm bigdocument › output

процесс-потомок создает файл вывода с указанным в командной строке именем; если файл не удается создать (например, не разрешен доступ к каталогу), процесс-потомок тут же завершается. В противном случае процесс-потомок закрывает старый файл стандартного вывода и переназначает с помощью функции dup дескриптор этого файла новому файлу. Старый дескриптор созданного файла закрывается и сохраняется для запускаемой программы. Подобным же образом shell переназначает и стандартный ввод и стандартный вывод ошибок.