Книга: Linux программирование в примерах

16.1. Описание проекта

16.1. Описание проекта

В повседневном использовании единственной программой, которая действительно использует почти все в этой книге, является оболочка. И на самом деле есть книги по программированию на Unix, в которых пишется небольшая, но работающая оболочка для иллюстрации использованных принципов.

Настоящие оболочки являются большими и беспорядочными творениями. Они должны иметь дело со многими проблемами переносимости, такими, которые мы обрисовывали по всей книге, а помимо этого, они часто должны обходить различные ошибки в различных версиях Unix Более того, чтобы быть полезными, оболочки делают множество вещей, которые не затрагивают API системных вызовов, такие, как хранение переменных оболочки, историю сохраненных команд и т.д. Предоставление завершенного обзора полноценной оболочки, такой как Bash, ksh93 или zsh, потребовало бы отдельной книги.

Вместо этого мы рекомендуем следующий список шагов по написанию своей собственной оболочки либо в качестве (большого) упражнения для закрепления вашего понимания, либо, возможно, в качестве совместного проекта, если вы обучаетесь в учебном заведении.

1. Спроектируйте свой командный «язык», чтобы его было легко интерпретировать с помощью простого кода. Хотя технология компиляторов и интерпретаторов полезна при написании оболочки как изделия, для вас на данный момент это, вероятно, излишне.

Рассмотрите следующие моменты:

 • Собираетесь ли вы использовать возможности интернационализации?

 • Какие команды должны быть встроены в оболочку?

 • Чтобы быть полезной, в вашей оболочке должен быть механизм пути поиска команд, аналогичный $PATH в обычной оболочке. Как вы его установите?

 • Какие перенаправления ввода/вывода вы хотите поддержать? Только файлы? Также и каналы? Хотите ли вы иметь возможность перенаправлять нет только дескрипторы файлов 0, 1 и 2?

 • Решите, как будут работать кавычки: одинарные и двойные? Или лишь одна разновидность? Как вы поместите в кавычки сами кавычки? Как кавычки будут взаимодействовать с перенаправлениями ввода/вывода?

 • Как вы обработаете вызов команд в фоновом режиме? Что насчет ожидания завершения работы команды в фоновом режиме?

 • Решите, будут ли у вас переменные оболочки.

 • Какую разновидность символов подстановки или других расширений будете вы поддерживать? Как это взаимодействует с кавычками? С переменными оболочки?

 • Вы должны запланировать по крайней мере операторы if и while. Спроектируйте синтаксис. Мы будем называть их блочными операторами.

 • Решите, хотите ли вы разрешить перенаправления ввода/вывода для блочных операторов. Если да, как будет выглядеть синтаксис?

 • Решите, как язык вашей оболочки должен обрабатывать сигналы, если он вообще это делает.

 • Разработайте шаблон тестирования и отладки до того, как вы начнете программировать.

2. Если вы собираетесь использовать возможности интернационализации, делайте это с самого начала. Последующая ее вставка тяжела.

3. Для настоящей работы начните просто. Начальная версия должна читать одну строку за раз и разделять ее на слова для использования в качестве отдельных аргументов. Не используйте кавычек, перенаправления ввода-вывода или что-нибудь еще. Не старайтесь даже создать новый процесс для запуска введенной программы. Как вы собираетесь тестировать то, что у вас пока есть?

4. Добавьте кавычки так, чтобы отдельные «слова» могли содержать разделители. Реализует ли код для кавычек ваш проект?

5. Заставьте работать ваши встроенные команды. (По крайней мере две нужные встроенные команды см. в разделах 4.6 «Создание файлов» и 8.4.1 «Смена каталога: chdir() и fchdir()».) Как вы собираетесь их тестировать?

6. Первоначально используйте фиксированный путь поиска, такой как "/bin:/usr/bin:/usr/local/bin". Добавьте создание процесса при помощи fork() и его исполнение при помощи exec(). (См. главу 9 «Управление процессами и каналы».) Запустив новую программу, оболочка должна ждать ее завершения.

7. Добавьте фоновое исполнение и, в качестве отдельной команды, ожидание завершения выполнения процесса (см. главу 9 «Управление процессами и каналы»).

8. Добавьте устанавливаемый пользователем путь поиска (см. раздел 2.4 «Переменные окружения»).

9. Добавьте перенаправление ввода/вывода для файлов (см. раздел 9.4 «Управление дескрипторами файлов»).

10. Добавьте переменные оболочки. Протестируйте их взаимодействие с кавычками.

11. Добавьте символы подстановки и другие расширения (см. раздел 12.7 «Расширения метасимволов»). Протестируйте их взаимодействие с переменными оболочки. Протестируйте их взаимодействие с кавычками.

12. Добавьте конвейеры (см. раздел 9.3 «Базовое межпроцессное взаимодействие: каналы и очереди FIFO»). С этого момента начинаются настоящие сложности. Вам может потребоваться тщательно рассмотреть то, как вы управляете данными, представляющими запускаемые команды.

Здесь можно было бы остановиться с законным чувством достижения, если вы получили работающую оболочку, которая может делать все, упомянутое до сих пор.

13. Если вы принимаете дальнейший вызов, добавьте операторы if и/или while.

14. Добавьте обработку сигналов (см. главу 10 «Сигналы»).

15. Если вы хотели бы использовать свою оболочку для настоящей работы, изучите библиотеку GNU Readline (наберите в системе GNU/Linux 'info readline' или посмотрите исходный код для оболочки Bash). Эта библиотека дает вам возможность добавлять к интерактивным программам возможность редактирования командной строки в стиле Emacs или vi.

Постоянно держите в уме две вещи- всегда имейте возможность протестировать то, что вы делаете; и «никаких произвольных ограничений»!

Когда все это сделано, проделайте анализ сделанного проекта. Как вы сделали бы его по-другому во второй раз? Удачи!

Оглавление книги