Linux 7：mybash的实现和进程间通信

一、bash是什么？

1.内置命令

内置命令不可以通过fork+exec方式实现，所以不能用bash
cd 改变当前工作路径
exit

在这里插入图片描述

2. 实现mybash

mybash.c

  1 #include<stdio.h>
  2 #include<stdlib.h>
  3 #include<string.h>
  4 #include<unistd.h>
  5 #include<sys/wait.h>
  6 #include<pwd.h>
  7 
  8 #define ARG_MAX 10
  9 char* get_cmd(char buff[],char* myargv[])//解析命令
 10 {
 11     if(buff==NULL||myargv==NULL)
 12     {
 13         return NULL;
 14     }
 15 
 16     int i=0;//数组下标
 17     char*s=strtok(buff," ");
 18     while(s!=NULL)
 19     {
 20         myargv[i++]=s;
 21         s=strtok(NULL," ");
 22     }
 23     return myargv[0];
 24 }
 25 void run_cmd(char* path,char* myargv[])
 26 {
 27     if(path==NULL)
 28     {
 29         return;
 30     }
 31     pid_t pid=fork();
 32     if(pid==-1)
 33     {
 34         return;
 35     }
 36     if(pid==0)
 37     {
 38         execvp(path,myargv);
 39         perror("cmd err");//执行失败，退出子进程
 40         exit(0);
 41     }
 42     wait(NULL);
 43 }
 44 void printf_info()//打印提示符
 45 {
 46     char* user_str="$";
 47     char* source_info="mybash1.0 >>";
 48     int uid = getuid();
 49     if(uid == 0)
 50     {
 51         user_str = "#";
 52     }
 53     struct passwd* ptr=getpwuid(uid);
 54     if(ptr==NULL)
 55     {
 56         printf("%s",source_info);
 57         fflush(stdout);
 58         return;
 59     }
 60     char hostname[128]={0};
 61     if(gethostname(hostname,128)==-1)
 62     {
 63         printf("%s",source_info);
 64         fflush(stdout);
 65         return;
 66     }
 67 
 68     char pwd_str[256]={0};
 69     if(getcwd(pwd_str,256)==NULL)
 70     {
 71 
 72         printf("%s",source_info);
 73         fflush(stdout);
 74         return;
 75     }
 76 
 77     printf("\033[1;32m%s@%s\033[0m:\033[1;34m%s\033[0m%s ",ptr->pw_name,hostname,pwd_str,user_str);
 78     fflush(stdout);
 79 }
 80 int main()
 81 {
 82     while(1)
 83     {
 84         //printf("maria@ubantu: ~]$");
 85         //fflush(stdout);
 86 
 87         char buff[128]={0};
 88         printf_info();
 89         fgets(buff,128,stdin);
 90         buff[strlen(buff)-1]=0;
 91         char* myargv[ARG_MAX]={0};
 92         char* cmd=get_cmd(buff,myargv);
 93         if(cmd==NULL)
 94         {
 95             continue;
 96         }
 97         else if(strcmp(cmd,"exit")==0)
 98         {
 99             break;
100         }
101         else if(strcmp(cmd,"cd")==0)
102         {
103             if(myargv[1]==NULL)
104             {
105                 continue;
106             }
107 
108             if(chdir(myargv[1])==-1)
109             {
110                 perror("cd err:");
111             }
112         }
113         else
114         {
115             run_cmd(cmd,myargv);
116         }
117     }
118     exit(0);
119 }
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运行结果

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3. 实现pwd,ls命令

pwd.c
在这里插入图片描述
运行结果

ls.c

  1 #include<stdio.h>
  2 #include<stdlib.h>
  3 #include<unistd.h>
  4 #include<dirent.h>
  5 #include<string.h>
  6 #include<sys/stat.h>
  7 int main(int argc,char* argv[])
  8 {
  9     char curr_dir[256]={0};
 10     if(argc==2)
 11     {
 12         strcpy(curr_dir,argv[1]);
 13     }
 14     else
 15     {
 16         if(getcwd(curr_dir,256)==NULL)
 17         {
 18             printf("ls err\n");
 19             exit(1);
 20         }
 21     }
 22 
 23     DIR* p=opendir(curr_dir);//传入位置参数
 24     struct dirent* s=NULL;//从文件目录中读取文件属性
 25     struct stat st;
 26     while((s=readdir(p))!=NULL)//非隐藏文件
 27     {
 28         if(strncmp(s->d_name,".",1)==0)
 29         {
 30             continue;
 31         }
 32         if(lstat(s->d_name,&st)==-1)//文件属性，类型，大小，权限，属主
 33         {
 34             printf("%s  ",s->d_name);
 35             continue;
 36         }
 37         if(S_ISDIR(st.st_mode))//判断是否为目录文件
 38         {
 39             printf("\033[1;32m%s\033[0m  ",s->d_name);
 40         }
 41         else if(S_ISFIFO(st.st_mode))//判断是否为管道文件
 42         {
 43             printf("\033[40;33m%s\033[0m  ",s->d_name);
 44         }
 45         else//普通文件
 46         {
 47             //具有执行权限-绿，有执行权限-黑色
 48             if(st.st_mode&(S_IXUSR|S_IXGRP|S_IXOTH))
 49             {
 50                 printf("\033[1;32m%s\033[0m  ",s->d_name);
 51             }
 52             else
 53             {
 54                 printf("%s:%ld  ",s->d_name,st.st_size);
 55             }
 56         }
 57     }
 58     printf("\n");
 59 
 60     closedir(p);
 61     exit(0);
 62 }
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运行结果
在这里插入图片描述

mybah.c

  1 #include<stdio.h>
  2 #include<stdlib.h>
  3 #include<string.h>
  4 #include<unistd.h>
  5 #include<sys/wait.h>
  6 #include<pwd.h>
  7 
  8 
  9 #define PATH_BIN "/home/maria/c215/20220523/mybin/"
 10 #define ARG_MAX 10
 11 char* get_cmd(char buff[],char* myargv[])//解析命令
 12 {
 13     if(buff==NULL||myargv==NULL)
 14     {
 15         return NULL;
 16     }
 17 
 18     int i=0;//数组下标
 19     char*s=strtok(buff," ");
 20     while(s!=NULL)
 21     {
 22         myargv[i++]=s;
 23         s=strtok(NULL," ");
 24     }
 25     return myargv[0];
 26 }
 27 void run_cmd(char* path,char* myargv[])
 28 {
 29     if(path==NULL)
 30     {
 31         return;
 32     }
 33     pid_t pid=fork();
 34     if(pid==-1)
 35     {
 36         return;
 37     }
 38     if(pid==0)
 39     {
 40         char path_name[128]={0};
 41         if(strncmp(path,"/",1)==0||strncmp(path,"./",2)==0)
 42         {
 43             strcpy(path_name,path);
 44         }
 45         else
 46         {
 47             strcpy(path_name,PATH_BIN);
 48             strcat(path_name,path);
 49         }
 50         execv(path_name,myargv);
 51         //execvp(path,myargv);
 52         perror("cmd err");//执行失败，退出子进程
 53         exit(0);
 54     }
 55     wait(NULL);
 56 }
 57 void printf_info()//打印提示符
 58 {
 59     char* user_str="$";
 60     char* source_info="mybash1.0 >>";
 61     int uid = getuid();
 62     if(uid == 0)
 63     {
 64         user_str = "#";
 65     }
 66     struct passwd* ptr=getpwuid(uid);
 67     if(ptr==NULL)
 68     {
 69         printf("%s",source_info);
 70         fflush(stdout);
 71         return;
 72     }
 73     char hostname[128]={0};
 74     if(gethostname(hostname,128)==-1)
 75     {
 76         printf("%s",source_info);
 77         fflush(stdout);
 78         return;
 79     }
 80 
 81     char pwd_str[256]={0};
 82     if(getcwd(pwd_str,256)==NULL)
 83     {
 84 
 85         printf("%s",source_info);
 86         fflush(stdout);
 87         return;
 88     }
 89 
 90     printf("\033[1;32m%s@%s\033[0m:\033[1;34m%s\033[0m%s ",ptr->pw_name,hostname,pwd_str,user_str);
 91     fflush(stdout);
 92 }
 93 int main()
 94 {
 95     while(1)
 96     {
 97         //printf("maria@ubantu: ~]$");
 98         //fflush(stdout);
 99 
100         char buff[128]={0};
101         printf_info();
102         fgets(buff,128,stdin);
103         buff[strlen(buff)-1]=0;
104         char* myargv[ARG_MAX]={0};
105         char* cmd=get_cmd(buff,myargv);
106         if(cmd==NULL)
107         {
108             continue;
109         }
110         else if(strcmp(cmd,"exit")==0)
111         {
112             break;
113         }
114         else if(strcmp(cmd,"cd")==0)
115         {
116             if(myargv[1]==NULL)
117             {
118                 continue;
119             }
120 
121             if(chdir(myargv[1])==-1)
122             {
123                 perror("cd err:");
124             }
125         }
126         else
127         {
128             run_cmd(cmd,myargv);
129         }
130     }
131     exit(0);
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运行结果（拼接路径）
在这里插入图片描述

如何复制文件夹到新的文件夹内？

首先在要复制到的新文件夹内创建一个新文件夹，然后命名为要复制的文件夹名字，之后再把要复制文件夹里面的内容拷贝到新文件夹

二、进程间通信

1. 进程间通信方式（同一台主机）

管道
信号量
共享内存
消息队列
套接字（QQ）

2. 管道

管道可以用来在两个进程之间传递数据，如： ps -ef | grep “bash”, 其中‘|’就是管道，其作用就是将 ps 命令的结果写入管道文件，然后 grep 再从管道文件中读出该数据进行过滤。
在这里插入图片描述

2.1 有名管道

有名管道可以在任意两个进程之间通信
有名管道的创建：
◼ 命令创建： mkfifo FIFO
在这里插入图片描述
◼ 系统调用创建

管道通信必须在两个进程之间进行，如果在一端，则会发生阻塞

2.1.1 写端关闭（返回值为0），读端也自动结束进程关闭

在这里插入图片描述

2.1.2 读端关闭，写端异常终止

在这里插入图片描述

2.1.3 通讯方式

单工：通信方向固定（收音机）
半双工：通信方向可以逆转，但是只允许一方讲话（对讲机）
全工：打电话

2.1.4 管道特点

向管道中写入的数据在内存中
通讯方式半双工
若管道满，则写操作阻塞；若管道为空，读操作阻塞

2.1.5 有名管道和无名管道区别？

有名管道可以在任意两个进程之间通信，而无名管道只能在父子进程之间通信

2.2 无名管道

在这里插入图片描述
main.c

./main

3. 信号量

信号量是一个特殊的变量，一般取正数值。它的值代表允许访问的资源数目，获取资源时，需要对信号量的值进行原子减一，该操作被称为 P 操作。当信号量值为 0 时，代表没有资源可用，P 操作会阻塞。释放资源时，需要对信号量的值进行原子加一，该操作被称为 V操作。信号量主要用来同步进程。信号量的值如果只取 0,1，将其称为二值信号量。如果信号量的值大于 1，则称之为计数信号量。

3.1 特点

信号量是一种特殊变量（取正数值）
计数信号量：减一：代表获取资源（P操作），加一：代表释放资源（V操作）原子操作
同步进程
临界区：同一时刻，只允许一个进程访问/操作的资源
临界资源：访问临界资源的代码段

semget()	创建信号量，或获取一个已存在的信号量
semop()	实现p,v操作
semctl()	初始化，销毁

3.2 ipcs/ipcrm

ipcs	查看系统中的消息队列
ipcrm	删除

ipcs 可以查看消息队列、共享内存、信号量的使用情况，使用 ipcrm 可以进行删除操作

在这里插入图片描述

4. 共享内存

4.1 共享内存原理

共享内存为多个进程之间共享和传递数据提供了一种有效的方式。共享内存是先在物理内存上申请一块空间，多个进程可以将其映射到自己的虚拟地址空间中。所有进程都可以访问共享内存中的地址，就好像它们是由 malloc 分配的一样。如果某个进程向共享内存写入了数据，所做的改动将立刻被可以访问同一段共享内存的任何其他进程看到。由于它并未提供同步机制，所以我们通常需要用其他的机制来同步对共享内存的访问。
在这里插入图片描述
物理内存共用，把物理内存映射到a的地址空间之中，然后再映射到B的地址中去。

1. #include <sys/ipc.h>
2. #include <sys/shm.h>
3. #include <sys/types.h>
/*
6. shmget()用于创建或者获取共享内存
7. shmget()成功返回共享内存的 ID， 失败返回-1
8. key： 不同的进程使用相同的 key 值可以获取到同一个共享内存
9. size： 创建共享内存时，指定要申请的共享内存空间大小
10. shmflg: IPC_CREAT IPC_EXCL
11. */
12. int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);
13.
13. /*
14. shmat()将申请的共享内存的物理内存映射到当前进程的虚拟地址空间上
15. shmat()成功返回返回共享内存的首地址，失败返回 NULL
16. shmaddr：一般给 NULL，由系统自动选择映射的虚拟地址空间
17. shmflg： 一般给 0， 可以给 SHM_RDONLY 为只读模式，其他的为读写
18. */
19. void* shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);
20. . /*
23. shmdt()断开当前进程的 shmaddr 指向的共享内存映射
24. shmdt()成功返回 0， 失败返回-1
25. */
26. int shmdt(const void *shmaddr);
27.
28. /*
29. shmctl()控制共享内存
30. shmctl()成功返回 0，失败返回-1
31. cmd： IPC_RMID
32. */
33. int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf);
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4.2 代码

sem.h

  1 #include"sem.h"
  2 static int semid=-1;
  3 void sem_init()
  4 {
  5     semid=semget((key_t)1234,NUM,IPC_CREAT|IPC_EXCL|0600);//全新创建信号量
  6     if(semid==-1)//已存在信号量，所以创建失败
  7     {
  8         semid=semget((key_t)1234,NUM,0600);//成功获取信号量
  9         if(semid==-1)//还是失败，代表创建信号量失败
 10         {
 11             printf("semget err\n");
 12         }
 13     }
 14     else//全新创建成功，进行初始化
 15     {
 16         union semun a;
 17         int arr[NUM]={1,0,0};
 18         for(int i=0;i<NUM;i++)
 19         {
 20             a.val=arr[i];//信号量的初始值
 21             if ( semctl(semid,i,SETVAL,a) == -1 )//信号量设置初始值失败
 22             {
 23                 printf("semctl init err\n");
 24             }
 25         }
 26     }
 27 }
 28 
 29 void sem_p(int index)
 30 {
 31     if(index<0||index>=NUM)
 32     {
 33         return;
 34     }
 35     struct sembuf buf;//定义结构体变量
 36     buf.sem_num = index;//信号量下标（比信号量个数少一个，下标从0开始）
 37     buf.sem_op = -1;//给信号量值-1
 38     buf.sem_flg = SEM_UNDO;//标志位，当信号量没有释放时，系统会对信号量进行销毁释放
 39 
 40     if(semop(semid,&buf,1)==-1)//对信号量操作失败
 41     {
 42         printf("semop p err\n");
 43     }
 44 
 45 }
 46 
 47 void sem_v(int index)
 48 {
 49     if(index<0||index>=NUM)
 50     {
 51         return;
 52     }
 53     struct sembuf buf;
 54     buf.sem_num = index;
 55     buf.sem_op = 1;//v操作
 56     buf.sem_flg = SEM_UNDO;
 57     if(semop(semid,&buf,1)==-1)//对信号量操作失败
 58     {
 59         printf("semop v err\n");
 60     }
 61 }
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sem.c

  1 #include<stdio.h>
  2 #include<stdlib.h>
  3 #include<string.h>
  4 #include<unistd.h>
  5 #include<sys/sem.h>
  6 
  7 #define SEM1 1
  8 #define SEM2 0
  9 #define SEM3 0
 10 #define NUM  3
 11 
 12 union semun
 13 {
 14     int val;
 15 };
 16 
 17 void sem_init();//初始化
 18 void sem_p(int index);//p操作
 19 void sem_v(int index);//v操作
 20 void sem_destroy();//销毁信号量
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main.c

  1 #include<stdio.h>
  2 #include<stdlib.h>
  3 #include<string.h>
  4 #include<unistd.h>
  5 #include<sys/ipc.h>
  6 #include<sys/shm.h>
  7 #include<sys/types.h>
  8 #include"sem.h"
  9 int main()
 10 {
 11     int shmid=shmget((key_t)1234,128,IPC_CREAT|0600);
 12     if(shmid==-1)
 13     {
 14         printf("shmget err\n");
 15         exit(1);
 16     }
 17 
 18     char*s=(char*)shmat(shmid,NULL,0);
 19     if(s==(char*)-1)
 20     {
 21         printf("shmat err\n");
 22         exit(1);
 23     }
 24 
 25     sem_init();
 26     while(1)
 27     {
 28         printf("input \n");
 29         char buff[128]={0};
 30         fgets(buff,128,stdin);
 31         sem_p(SEM1);
 32         strcpy(s,buff);
 33         sem_v(SEM2);
 34         if(strncmp(buff,"end",3)==0)
 35         {
 36             break;
 37         }
 38     }
 39     shmdt(s);//断开映射
 40     //shmctl(shmid,ipcrmid,NULL);移除信号量
 41 }

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test.c

  1 #include<stdio.h>
  2 #include<stdlib.h>
  3 #include<string.h>
  4 #include<unistd.h>
  5 #include<sys/ipc.h>
  6 #include<sys/shm.h>
  7 #include<sys/types.h>
  8 #include"sem.h"
  9 int main()
 10 {
 11     int shmid=shmget((key_t)1234,128,IPC_CREAT|0600);
 12     if(shmid==-1)
 13     {
 14         printf("shmget err\n");
 15         exit(1);
 16     }
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 18     char*s=(char*)shmat(shmid,NULL,0);
 19     if(s==(char*)-1)
 20     {
 21         printf("shmat err\n");
 22         exit(1);
 23     }
 24 
 25     sem_init();
 26     while(1)
 27     {
 28         sem_p(SEM2);
 29         if(strncmp(s,"end",3)==0)
 30         {
 31             break;
 32         }
 33         printf("read:%s\n",s);
 34         sem_v(SEM1);
 35     }
 36     shmdt(s);//断开映射
 		sem_destroy();
 37 }
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5. 消息队列

5.1 消息队列

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5.2 消息队列函数

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消息类型

5.3 消息函数体

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ipcs -q 仅显示消息队列

5.4 添加消息

在消息队列中添加消息
在这里插入图片描述

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 【Docker】Harbor私有仓库与管理
原文地址：https://blog.csdn.net/qq_48580892/article/details/124981115

Linux 7：mybash的实现和进程间通信

文章目录

一、bash是什么？

1.内置命令

2. 实现mybash

3. 实现pwd,ls命令

二、进程间通信

1. 进程间通信方式（同一台主机）

2. 管道

2.1 有名管道

2.1.1 写端关闭（返回值为0），读端也自动结束进程关闭

2.1.2 读端关闭，写端异常终止

2.1.3 通讯方式

2.1.4 管道特点

2.1.5 有名管道和无名管道区别？

2.2 无名管道

3. 信号量

3.1 特点

3.2 ipcs/ipcrm

4. 共享内存

4.1 共享内存原理

4.2 代码

5. 消息队列

5.1 消息队列

5.2 消息队列函数

5.3 消息函数体

5.4 添加消息