Devoir 3 - Mini-shell

Le but de ce thème est de créer un shell simple, compatible avec sh ;

• Utiliser les fonctions POSIX pour travailler avec des fichiers ( os.open , os.read , os.write , …)
• Utiliser les fonctions pour travailler avec des processus ( os.fork , os.exec et 'os.waitpid' ', …)
• Comprendre les principes de travail avec les fichiers et les processus

1. Le devoir doit contenir un fichier Readme expliquant comment vous avez créé le devoir (-0.1p)
2. Vous pouvez utiliser seulement les fonctions POSIX (bibliothèque os ).
3. Vous pouvez utiliser uniquement le langage Python ( Python 3)
4. Un devoir qui passe tous les tests automatisés obtiendra 10 sur 10 (si vouz ne trichez pas en utilisant un API interdit, tel que la fonction f.write() , situation pour laquelle de devoir ne sera pas noté).

Le devoir doit etre résolu individuellement. Toute tentative de tricher entraînera 0p pour ce devoir. Nous utiliserons également des systèmes de détection de trichage automatique. Si nous avons des doutes, nous vous poserons des questions supplémentaires concernant le devoir.

Si vous avez des questions sur le sujet, écrivez un problème sur le référentiel github repository avec le titre [mini-shell ] <le titre de votre question>. Vous avez besoin d'un compte github pour écrire des questions.

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Implémentez un shell simple qui prend en charge l'exécution de commandes externes avec plusieurs arguments, commandes internes, redirections, canaux. Le shell doit gérer l'exécution de commandes composées avec plusieurs opérateurs.

Le shell doit prendre en charge les opérateurs d'exécution suivants:

• Opérateur de séquençage ;
  • sera utilisé pour exécuter des commandes séquentiellement;
  • par exemple, expr1; expr2 commencera par exécuter les commandes expr1 et les commandes expr2 seulement après l'exécution de expr1;
• Opérateur de parallélisme &
  • sera utilisé pour exécuter les commandes en parallèle;
  • par exemple, expr1 & expr2 entraînera l'exécution de expr1 et des commandes expr2 en parallèle;
  • dans l'implémentation de votre programme, il est INTERDIT de rappeler le propre exécutable.

     execv ("./ my_homework", "command"); 

• opérateurs d'exécution conditionnelle && et ||
  • seront utilisés pour exécuter des commandes en fonction du code d'erreur;
  • expr1 && expr2 n'exécutera les commandes expr2 que si la commande expr1 génère un code d'erreur '0' ';
  • expr1 || expr2 n'exécutera les commandes expr2 que si les commandes expr1 génèrent un code d'erreur différent de zéro.
• l'opérateur de pipe | est interpolé entre deux commandes. L'effet est la redirection de ce que le premier processus écrit sur l'écran vers ce que le deuxieme processus lit du clavier . Par exemple, expr1 | expr2 entraînera l'exécution des commandes expr1 avec la sortie standard redirigée vers le stdin des commandes expr2 ;

La priorité des opérateurs d'exécution est, de la priorité la plus grande à la plus petite:

1. opérateur pipe
2. opérateurs d'exécution conditionnelle
3. opérateur de parallélisme
4. opérateur de séquençage

Le shell doit également prendre en charge les redirecteurs suivants:

• < nom_fichier pour rediriger l'entrée standard à partir du fichier nom_fichier;
• > nom_fichier pour rediriger la sortie standard vers le fichier nom_fichier ;
• 2> nom_fichier pour rediriger la sortie d'erreur standard vers le fichier nom_fichier ;
• &> nom_ficher pour rediriger la sortie standard et la sortie d'erreur standard vers le fichier nom_fichier;
• >> nom_fichier pour rediriger la sortie standard vers le fichier nom_fichier en mode append ;
• 2 >> nom_fichier pour rediriger la sortie d'erreur standard vers le fichier nom_fichier en mode append .

Finalement, le shell doit accepter les commandes internes suivantes:

• exit et quit pour terminet le shell
• cd directory pour changer le répertoire actuel
  • ATTENTION : Le mini-shell doit toujours fonctionner a l'utilisation de la commande cd sans paramètre. Il n'est pas nécessaire d'implémenter le comportement de 'bash' '(remplacer le répertoire en cours par le répertoire home de l'utilisateur courant) ni l'implémentation d'une valeur de sortie pour ce scénario (plus précisément,' 'cd' 'sans paramètre peut ne rien faire , mais il ne doit pas rester avec un comportement indéfini qui va conduire à des erreurs).

Le shell doit aussi supporter les sous-commandes:

• Le format d'utilisation est commande $(commande ou liste commandes)
• pour celles-ci, on va exécuter tout ce qu'on trouve entre les paranthese et le résultat sera remplacé dans la liste de commandes

• Pour simplifier la mise en oeuvre du devoir, vous pouvez utiliser l' analyseur mis en œuvre par nous. Pour plus de détails sur l’analyseur, lisez le fichier README dans l’archive. Des exemples d'utilisation de l'analyseur peuvent être trouvés dans la source cmd.py , qui peut etre utilisée comme un support pour le devoir.
• Le prompt affiché par le shell est requis pour faciliter les tests automatiques et est $ (c'est-à-dire qu'il affichera le caractère $ suivi d'un espace blanc).
• Le nom de l'exécutable du devoir doit être cmd.py .

Le devoirest relativement complexe par rapport au précédent. Un modèle pour le commencement du devoir est disponible sur le repository dans le répertoire tema3 . Nous vous recommandons de résoudre et de tester toujours le devoir, étape par étape:

1. Lancer des commandes simples ( ls , ls -l )
2. Exécuter des commandes internes ( cd , exit , 'quit' ')
3. mise en place de redirections (opérateurs <',' ',' ',' ',' ',' , >> , % )
4. séquencement des commandes (opérateurs &&, ||, ;)
5. implémentation des opérateurs & (parallèle)
6. |

• Voici quelques exemples de commandes et le résultat généré par celles-ci:

 $ ls
 Makefile	  README.checker  mini-shell	mini-shell.o  parser
 Makefile.checker  inputs	  mini-shell.c	outputs       tags
 
 $ cat /etc/services | grep telnet
 telnet		23/tcp
 rtelnet	107/tcp				# Remote Telnet
 rtelnet	107/udp
 telnets	992/tcp				# Telnet over SSL
 telnets	992/udp
 tfido		60177/tcp			# fidonet EMSI over telnet
 
 $ uname -a ; ps 
 Linux bogdan-desktop 2.6.31-19-generic #56-Ubuntu SMP Thu Jan 28 02:39:34 UTC 2010 x86_64 GNU/Linux
   PID TTY          TIME CMD
  6078 pts/0    00:00:00 bash
  6190 pts/0    00:00:00 mini-shell
  6200 pts/0    00:00:00 ps
 
 $ date && sleep 1 ; echo date
 Mon Feb  8 13:40:25 EET 2010
 date
 
 $ date && sleep 1; date
 Mon Feb  8 13:40:49 EET 2010
 Mon Feb  8 13:40:50 EET 2010
 
 $ true && date
 Mon Feb  8 13:41:16 EET 2010
 
 $ false && cat mini-shell.c
 
 $ false || date
 Mon Feb  8 13:42:36 EET 2010
 
 $ cat /et/services
 cat: /et/services: No such file or directory
 
 $ gcc > tmp; echo sep; cat tmp
 gcc: no input files
 sep
 
 $ strace -e trace=read ls 2> strace.out   
 Makefile	  README.checker  mini-shell	mini-shell.o  parser	  tags
 Makefile.checker  inputs	  mini-shell.c	outputs       strace.out  tmp
 
 $ head -1 strace.out
 read(3, "\177ELF\2\1\1\0\0\0\0\0\0\0\0\0\3\0>\0\1\0\0\0@#\0\0\0\0\0\0@"..., 832) = 832
 
 $ pwd; cd Teme; pwd
 /home/bogdan/Documents/SO/Solutii
 /home/bogdan/Documents/SO/Solutii/Teme
 
 $ LETTER=alfa && echo $LETTER
 alfa
 
 > echo a > test ; echo b >> test && cat test
 a
 b
 
 > exit

Cours utiles:

• Cours 1 - Introduction
• Cours 2 - Langage Python, Allocation de memoire
• Cours 3 - Systems de fichiers
• Cours 4 - Processus
• Cours 5 - Planification, IPC - Communicaion entre processus

Laboratoires utiles:

• TP 1 - Linux
• TP 2 - Python
• TP 3 - Fonctions d'entrée et sortie
• TP 4 - Processus
• TP 5 - IPC - Communication entre processus

Ressources:

• L'analyseur de commandes, le modèle de code et les tests sont disponibles dans tema3 sur le repository de Github.

Pour traiter la ligne de commande, nous avons déjà écrit un analyseur que vous pouvez utiliser. Lancez le devoir dans le fichier 'cmd.py' du modèle.

Pour voir à quoi ressemble la structure de données à partir de l'analyseur, exécutez le script cmd.py et apres introduisez une commande du clavier.

$ pip3 install --target=. bashlex
$ python3 cmd.py
 
$ ls
ls
{'op': 4, 'com1': None, 'com2': None, 'commands': [<parse.SimpleCommand object at 0x100b4bfd0>], 'input': None, 'output': None, 'err': None, 'append_err': False, 'append_out': False}
commands
ls

En appelant parse.parse(line), on va renvoyer un objet de type Command.

Propriétés:

• op - le type d'opération de la commande (les types sont définis en bas)
• com1 - contient un objet de type Command, la premiere commande de la liste, si op est OP_NONE, com1 sera égal a None
• com2 - contient un objet de type Command, la deuxieme commande de la liste, si op est OP_NONE, com2 sera égal a None
• commands - contient la liste des commandes et argumens ( seulement si op est OP_NONE), si l'un des arguments est de la forme $(cmd_list) , l'contient un objet de type Command, la premiere commande de la liste, si l'élément sera du type Command; sinon, l'élément sera du type SimpleCommand

• input - comprend le fichier d'input, si l'entrée est redirigée ( < )
• output - contient le fichier d'output, si la sortie est redirigée ( > , »)
• err - contient le fichier d'error_output, si la sortie d'erreur standars est redirigée (2>, 2», &>, &»)
• append_err - a la valeur True si la sortie d'erreur fait un appned (2», &»)
• append_out - a la valeur true si la sortie fait un append (», &»)

L'objet de type SimpleCommand est utilisé dans les commandes ayant op égal a OP_NONE (commande simple). Celles-ci se trouvent dans la liste commands est sont soit des commandes, soit des parametres pour des commandes.

Propriétés:

• word - le texte de la commande ou du parametre

Le module parse expose les suivantes types d'opérations (la valeur de command.op):

• OP_CONDITIONAL_NZERO - l'opération des de type ( cmd1 && cmd2 )
• OP_CONDITIONAL_ZERO - l'opération des de type ( cmd1 || cmd2 11 )
• OP_SEQUENTIAL - l'opération est de type ( cmd1 ; cmd2 )
• OP_PARALLEL - l'opération est de type ( cmd1 & cmd2 )
• OP_NONE - l'opération est de type ( commande params )
• OP_PIPE - l'opération est de type ( cmd1 | cmd2 )

• Q: Le devoir 3 peut être réalisé en Python 2?
  • A: Non.

• Q: Le nombre de fors doit-il être optimisé? Par exemple, pour la commande a | b | c , j'ai 3 fourchettes ou puis-je en avoir 4 ou 5?
  • A: Il n'est pas nécessaire d'optimiser le nombre de fourches. Cependant, il est généralement conseillé de considérer l'efficacité des ressources plus efficacement.

• Q: Le Shell doit se comporter comme un vrai shell (sh, bash) dans la situation …?
  • A: La fonctionnalité minimale requise est celle indiquée dans la déclaration. Si vous implémentez quelque chose de plus, veuillez spécifier dans le fichier README Exemples de fonctionnalités non requises: mise à jour des variables d’environnement (comme $ OLDPWD et $ PWD ), historique, etc. - (voir man bash pour une idée de la fonctionnalité d'un shell complet )

• Q: Puis-je utiliser l'analyseur si je veux écrire un autre équivalent?
  • A: Oui.

• Q: Nous sommes autorisés à utiliser:

args = ["/bin/bash", "-c", command];
os.execv(args[0], args);

* A: Non.

• Q: Puis-je faire os.execv sur mon devoir pour exécuter une partie de l'arbre indépendamment?
  • A: Non.

Le devoir sera téléchargé sur vmchecker. Connectez-vous au site à l'aide de l'utilisateur moodle, sélectionnez Systemes d'Explotation (FILS) et chargez archive de devoir.

Le fichier readme a le format suivant:

Votre nom entier
La groupe

Description de la résolution du devoir, pourquoi vous avez choisi des solutions, etc.

Pour télécharger le devoir, suivez les étapes suivantes:

1. Créez une archive zip (pas rar, ace, 7zip ou autre format) contenant:
   • tous Python (*.py)
   • le fichier principal ayant le nom cmd.py
   • Fichier Readme - connectez-vous sur vmchecker
2. sélectionnez le cours Systemes d'Explotation (FILS)
3. sélectionnez 3. Mini-Shell
4. téléchargez l'archive

Après avoir chargé l'archive, vmchecker s'exécutera:

unzip archive.zip homework
cd homework
python3 cmd.py