断断续续地做完了 shell lab,做一下回顾

CSAPP Shell Lab 总结

还是花了不少时间,尤其是信号那部分,看了不少资料,才知道了linux 是用一个二进制位集合存储的各个信号的状态,因此信号是不能排队的,所以在收到 SIGCHLD 的时候要尝试 waitpid 收割多个子进程

命令解析部分,老师已经给写好了~~ 我们需要实现的是

几个内建命令 (bg,fg,quit,&,jobs)
外部命令的执行 (fork 子进程后 execve 执行)
Job 和子进程的管理
信号处理 (子进程发的, 使用者发的 ctrl+c , SIGSTP ...)

一些要注意的点

前台运行和后台运行的区别 : 主进程是否 waitpid
父进程 blocked 了SIGCHLD 后,子进程 fork 后要立即取消 blocked (继承了父进程的 blocked 集合) , 这样子进程才能收到子进程的子进程发出的 SIGCHLD 信号
前后台运行的进程输出流都继承了父进程的 stdout fd
执行 ls 后执行 ps , ls 变成 defunct (僵尸进程) , 因为父进程没有回收 , 此时只能等父进程退出后由init 进程来回收了,没有退出之前一直会占用着资源
信号是不排队的 , sigchld只回收了一个进程 , 也产生僵尸进程
没有对 execve 不存在的进行判断 ,子进程跳过 execve 继续执行 tsh 剩余代码, 成了 tsh 套娃

未修改子进程的 pgid , 导致后台进程也收到信号被杀掉了 (trace07 子进程需要脱离进程组, 否则所有子进程都会被杀掉)
Sigchld handler 和主进程之间是异步的(并发问题) , 如果 deleteJob 在 addjob 之前执行会出问题

流程

用 mermaid 画了一下图

执行命令的主流程

sequenceDiagram participant client participant proc participant subProc proc->>proc:blocked at stdin client->>proc:sent 'ls' proc->>subProc:fork subProc->>subProc:execve note right of subProc:replace code address space with new code note right of subProc:extend subProc some env , like signal set proc->>subProc:if is fg , wait proc->>proc:else block at stdin subProc->>proc:exit proc->>proc:run sigchld handler

暂停,前后台切换流程

sequenceDiagram participant client participant proc participant jobList participant subProc client->>proc:sent 'ctrl+z' proc->>subProc:sent SIGSTP subProc->>subProc:stopped subProc->>proc:sent SIGCHLD proc->>jobList:set state=ST jobList->>proc:there has no state=FG job , stop waiting client->>proc:bg /fg jobid proc->>subProc:sent SIGCONT subProc->>subProc:start running jobList->>proc:if bg ,there has no state=FG job , stop waiting jobList->>proc:if fg ,there has state=FG job , wait

信号处理流程 , 信号进程的并发竞争问题, 信号没有排队机制

sequenceDiagram participant sysEvent participant kernel participant pendingSet participant sigchldHandler participant blockedSet participant proc proc->>blockedSet:set SIGCHLD blocked note right of proc:set SIGCHLD blocked to prevent deleteJobs before addJob sysEvent->>kernel:chld exit(0) kernel->>pendingSet:set SIGCHLD pending sysEvent->>kernel:another chld exit(0) kernel->>pendingSet:set SIGCHLD pending note right of kernel:(only one signal is set , signal dont queue) proc->>proc:addJob proc->>blockedSet:set SIGCHLD unblocked pendingSet->>sigchldHandler:pending! blockedSet->>sigchldHandler:unblocked! sigchldHandler->>sigchldHandler:deleteJobs