异常部分代码赏析

8章异常部分代码赏析

本节内容可以通过三个程序综合起来帮助理解。

第一个是帮助理解创建进程和回收进程的shellex.c。

第二个是帮助理解信号阻塞的signal.c

第三个是帮助理解并发导致的竞争的procmask.c

下面分别讲一下其中的业务逻辑组块，帮助自己更好地理解代码

shellex.c

业务逻辑

实现获取用户输入命令并执行的shell程序

1. 要获取输入命令，然后执行命令
2. 要获取输入命令，就需要在标准输入中读取输入用户输入的命令字符串cmdline。
3. 要执行命令，就需要先将空格分隔的字符串cmdline字符串转换成参数列表argv，然后根据参数执行相应的操作。

执行操作API：

• 判断命令是否为内置命令
  • 是内置命令，则在当前进程执行即可
  • 如果是外部命令，则需要创建子进程并执行外部指令。
• 判断是否在后台执行命令
  • 如果后台执行命令，则简单返回后台执行命令的PID和命令字符串
  • 如果前台执行命令，则需要父进程挂起当前进程等待子进程结束

代码组块

这部分是通过将代码继续分块，来帮助理解的。

1. 创建参数字符串

   char *delim;
   buf[strlen(buf) - 1] = ' ';	// 替换最后一个字符为空格
   while(*buf && (*buf == ' ')) {
     buf++;
   }
   while(delim = strchr(buf, ' ')) {
     argv[argc++] = buf;
     *delim = '\0';
     buf = delim + 1;
     while(*buf && (*buf == ' ')) {
       buf++;
     }
   }
   argv[argc] = NULL;
   

2. 判断是否为内置命令

   if (!builtin_command(argv))
   if (strcmp(argv[0], "quit") == 0)
   

3. 创建子进程并加载执行新程序

   if ((pid = Fork()) == 0) {
     if (execve(argv[0], argv, environ) < 0) {
       printf("%s: Command not found.\n", argv[0]);
       exit(0);
     }
   }
   

4. 前后台执行

   if(!bg) {
     int status;
     if (waitpid(pid, &status, 0) < 0) {
       unix_eror("waitfg: waitpid error");
     }
   } else {
     printf("%d %s", pid, cmdline);
   }
   

5. 参数为空处理：

   在eval，如果参数为空，则不做处理。

   if (argv[0] == NULL) {
     return;
   }
   

   在parseline中，如果参数为空，则直接返回

   if (argc == 0) {
     return 1;
   }
   

signal.c

业务逻辑

父进程设置一个SIGCHLD处理程序，然后创建三个输出后立即返回的子进程，随后等待用户输入。用户输入完毕，则进入无限循环，等待处理程序回收子进程。

• 子进程执行完毕后立刻返回
• 父进程等待回收子进程

要想避免信号丢失，就需要获取到第一个子进程结束信号的时候，就需要尽可能多地回收子进程。

代码组块

1. 安全的信号处理

   int olderrno = errno;
   ...
   errno = olderrno;
   

2. 尽可能多地回收子进程

   while (waitpid(-1, NULL, 0) > 0) {
     Sio_puts("Handler heap child\n");
   }
   if (errno != ECHILD) {
     Sio_error("waitpid error");
   }
   

3. 设置信号处理程序

   if (signal(SIGCHLD, handler2) == SIG_ERR) {
     unix_error("signal error");
   }
   

4. 创建三个立即结束的子进程

   for (int i = 0; i < 3; i++) {
     if (Fork() == 0) {
       printf("Hello from child %d\n", (int)getpid());
       exit(0);
     } 
   }
   

procmask2.c

避免父进程和子进程对于全局资源的竞争

1. 安全的信号处理

   int olderrno = errno;
   ...
   errno = olderrno;
   

2. 删除job的原子化

   Sigfillset(&mask_all);
   while ((pid = waitpid(-1, NULL, 0)) > 0) {
     Sigprocmask(SIG_BLOCK, &mask_all, &prev_all);
     deletejob(pid);
     Sigprocmask(SIG_SETMASK, &prev_all, NULL);
   }
   
   if (errno != ECHILD) {
     Sio_error("waitpid error");
   }
   

3. 信号初始化

   sigset_t mask_all, mask_one, prev_one;
   
   Sigfillset(&mask_all);
   Sigemptyset(&mask_one);
   Sigaddset(&mask_one, SIGCHLD);
   Signal(SIGCHLD, handler);
   

4. 添加job的原子化

   while(1) {
     Sigprocmask(SIG_BLOCK, &mask_one, &prev_one);
     if ((pid = Fork()) == 0) {
       Sigprocmask(SIG_SETMASK, &prev_one, NULL);
       execve(....);
     }
     Sigprocmask(SIG_BLOCK, &mask_all, NULL);
     addjob(pid);
     Sigprocmask(SIG_SETMASK, &prev_one, NULL);
   }