GNU Bourne Again SHell

GNU Bourne-Again SHell
Eine Einf¨hrung
u

Michele Corazza, Fabian Becker

FH Giessen-Friedberg

18. Oktober 2010

Michele Corazza, Fabian Becker GNU Bourne-Again SHell

Die GNU-POSIX-Shell BASH

Kommandozeileninterpreter
eine von vielen Shells
nur ein Programm..


Funktionen der Bash

ausf¨hren von Programmen
u
einzeln
mehrere gleichzeitig
mit Abh¨ngigkeiten..
a

Operatoren
;“ sequenziell: ls ; pwd
”
&&“ ausf¨hren bei Erfolg: g++ pipe.cc -o pipe && ./pipe
u
”
“ ausf¨hren bei Misserfolg: test -d dir mkdir dir
u
”


Interne Bash Kommandos

intern
cd“ wechselt das Verzeichniss
”
extern
pwd“ zeigt den aktuellen Verzeichnisspfad
”
Test
whereis <Programm>“
”
whereis cd =>cd:
whereis pwd =>pwd: /bin/pwd


Exit Codes

Konventionen
0 = Alles OK
>0 = Fehler

Ausgabe des letzten Exit Codes
echo $?


Weitere Shell Funktionen - Shellprogrammierung

Shebang #!/bin/sh
if, while, for, case

Warum Shell Scripting?
Automatisierte Verarbeitung von Daten (Batch)
Filtern

Weitere Shell Kommandos
¨
$1 $2 $3 Erster Zweiter Dritter Ubergabeparameter
¨
$# Anzahl der Ubergabeparameter


Ein / Ausgabe Str¨me
o


Ein / Ausgabe Umlenkung

Warum?
Fehlerausgabe in externe Datei lenken
Ausgabe des Programmes unterdr¨cken
u
Eingabe des Programmes per Datei (automatische
Verarbeitung)


Ein / Ausgabe Umleitung in der Shell

Standard Ausgabe Umlenken >
Standard Eingabe Umlenken <
Standard Fehler Umlenken 2>

Datei erstellen / anf¨gen
u
Beispiel: ls /home > dateixy
an Datei anf¨gen: ls /home >> dateixy
u


Ein / Ausgabe Umleitung in C++

Ein / Ausgabe Streams sind Filedeskriptoren (0,1,2)
Unix/Linux alles ist eine Datei
werden als normale ints behandelt
Umlenkung per dup/dup2

dup2 Syntax
int dup2(int oldfd, int newfd)
R¨ckgabewert: der neue Filedeskriptor
u


Pipeline
Unnamed Pipes
Standard Pipes in C/C++
haben keinen Filedeskriptor
kommen zum Einsatz wenn ein Kindprozess in die Pipe
schreiben soll

Named Pipes
haben einen globalen Verzeichnis Eintrag
werden immer dann gebraucht wenn die Prozesse unabh¨ngig
a
voneinader sind (kein Fork())

pipe C-Call
int fd[2];
pipe(fd);
fd[0] lesen, fd[1] schreiben

Systemcall fork()

Eigenschaften von fork()
Erstellt eine Kopie des Prozesses


Systemcall fork()

Aufrufender Prozess wird parent“ genannt, die Kopie child“
” ”


Systemcall fork()

” ”
fork() liefert im parent die PID des Kindprozesses, im
Kindprozess 0 zur¨ck
u


Systemcall fork()

” ”
fork() liefert im parent die PID des Kindprozesses, im
Kindprozess 0 zur¨ck
u

Kann fork() fehlschlagen? Wenn ja, wann?


Fehlschlagen von fork()

fork() kann fehlschlagen, wenn..
nicht gen¨gend freier Arbeitspeicher verf¨gbar ist (EAGAIN)
u u



u u
das Prozesslimit des Benutzers erreicht wurde (EAGAIN)



u u
das Prozesslimit des Benutzers erreicht wurde (EAGAIN)
die n¨tigen Kernelstrukturen nicht allokiert werden konnten
o
(ENOMEM)

In diesen F¨llen liefert fork() -1 im parent zur¨ck und es wird kein
a u
Kindprozess erstellt. errno“ wird entsprechend gesetzt.
”


Beispiel

Listing 1: Einfaches fork() Beispiel
1 #i n c l u d e <u n i s t d . h>
2 #i n c l u d e < s t d l i b . h>
3 #i n c l u d e < s t d i o . h>
4 #i n c l u d e <s y s / t y p e s . h>
5
6 i n t main ( v o i d ) {
7 pid t fork pid ;
8 s w i t c h ( f o r k p i d=f o r k ( ) ) {
9 c a s e −1: p r i n t f ( ” F e h l e r b e i f o r k ! n” ) ;
10 exit (1);
11 case 0 : p r i n t f ( ” Kind : PID=%dn” , g e t p i d ( ) ) ;
12 p r i n t f ( ” Kind : E l t e r n −PID=%dn” , g e t p p i d ( ) ) ;
13 break ;
14 d e f a u l t : p r i n t f ( ” E l t e r n p r o z . : Kind−PID=%dn” , f o r k p i d ) ;
15 }
16
17 exit (0);
18 }


Ausgabe

Ausgabe
Elternproz.: Kind-PID=18426
Kind: PID=18426
Kind: Eltern-PID=18425


Kopiervorgang

Was passiert beim Kopieren?


Kopiervorgang

Variablenwerte sind identisch


Kopiervorgang

Gleicher Programmz¨hler
a


Kopiervorgang

a
Gleiche Dateideskriptoren (!)


Kopiervorgang

a
Gleiche Dateideskriptoren (!)
Gleiche Zugriﬀsrechte / Eigent¨mer
u


Ausf¨hren eines neuen Programms
u

exec()


u

exec()
Mit den exec-Funktionen wird ein neues Programm ausgef¨hrt
u


u

exec()
u
Kein neuer Prozess! Das alte Programm wird im Speicher
ersetzt.


u

exec()
u
Kein neuer Prozess! Das alte Programm wird im Speicher
ersetzt.
Keine R¨ckkehr zum aufrufenden Programm.
u


execl()

Ausf¨hrung von execl()
u


execl()

u
int execl(const char *path, const char *arg, . . .); // unistd.h


execl()

u
Aufruf: execl( ls“, ls“, -al“, /home“, (char *)NULL);
” ” ” ”


execl()

u
” ” ” ”
Variable Anzahl an Parametern!


execl()

u
” ” ” ”
Variable Anzahl an Parametern!
Aufruf scheitert vermutlich, da execl nur im lokalen
Verzeichnis nach ls sucht.


execlp()

execlp()


execlp()

execlp()
Bei execl() muss immer der gesammte Pfad angegeben
werden.


execlp()

execlp()
werden.
int execlp(const char *ﬁle, const char *arg, . . .);


execlp()

execlp()
werden.
int execlp(const char *ﬁle, const char *arg, . . .);
Sucht zus¨tzlich noch im PATH.
a


exec*()

Listing 2: exec-Funktionen
1 #i n c l u d e <u n i s t d . h>
2
3 e x t e r n c h a r ∗∗ e n v i r o n ;
4 i n t e x e c l ( c o n s t c h a r ∗ path , c o n s t c h a r ∗ arg0 , . . . /∗ ,
5 ( c h a r ∗ ) 0 ∗/ ) ;
6 i n t e x e c v ( c o n s t c h a r ∗ path , c h a r ∗ c o n s t a r g v [ ] ) ;
7 i n t e x e c l e ( c o n s t c h a r ∗ path , c o n s t c h a r ∗ arg0 , . . . /∗ ,
8 ( c h a r ∗ ) 0 , c h a r ∗ c o n s t envp [ ] ∗/ ) ;
9 i n t e x e c v e ( c o n s t c h a r ∗ path , c h a r ∗ c o n s t a r g v [ ] ,
10 c h a r ∗ c o n s t envp [ ] ) ;
11 i n t e x e c l p ( c o n s t c h a r ∗ f i l e , c o n s t c h a r ∗ arg0 , . . . /∗ ,
12 ( c h a r ∗ ) 0 ∗/ ) ;
13 i n t e x e c v p ( c o n s t c h a r ∗ f i l e , c h a r ∗ c o n s t a r g v [ ] ) ;


Warten auf den Kindprozess

Die Funktion waitpid()
pid t waitpid(pid t pid, int status, int options);
Warten auf Subprozessterminierung
Durch Optionen l¨sst sich abfragen ob ein Subprozess
a
terminiert ist ohne dabei zu blockieren.
Durch Makros aus wait.h lassen sich Terminierungsstatus
abfragen.


Abfragen des Terminierungsstatus

Makros f¨r waitpid()
u
waitpid(kind pid, &kind status, 0);
WIFEXITED(kind status) ⇒ Normal Terminiert?
WIFSIGNALED(kind status) ⇒ Terminiert durch Signal?
WTERMSIG(kind status) ⇒ Welches Signal? (numerisch)


Zombies!

Was sind Zombies?
Prozess hat Ausf¨hrung beendet
u
Eintrag in der Prozesstabelle ist noch vorhanden!


Zombies!

Was sind Zombies?
Prozess hat Ausf¨hrung beendet
u
Eintrag in der Prozesstabelle ist noch vorhanden!

Wie wird man Zombies los?
Abfrage des Terminierungsstatus durch wait/waitpid
Kann mit Signals (SIGCHLD) vereinfacht werden.


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