操作系统课程作业实现SHELL

FILETIME ftCreationTime;//文件创建时间 FILETIME ftLastAccessTime;//文件最后一次访问时间 FILETIME ftLastWriteTime;//文件最后一次修改时间 DWORD DWORD DWORD DWORD TCHAR TCHAR nFileSizeHigh;//文件长度高 32 位 nFileSizeLow;//文件长度低 32 位 dwReserved0;//系统保留 dwReserved1;//系统保留 cFileName[MAX_PATH];//长文件名 cAlternateFileName[14];//8.3 格式文件名
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttributes//安全属性 ); 说明：调用成功返回管道的句柄，失败返回无效句柄值。
(2) ConnectNamedPipe()函数 作用：管道创建者与客户进行连接 调用格式： BOOL WINAPI ConnectNamedPipe( HANDLE hNamedPipe,//命名管道的句柄
操作系统课程设计实验报告
实验六 简单 shell
班级： 07111301 学号： 学号： 学号： 学号： 1120131743 1120131767 1120131746 1120131766 姓名： 姓名： 姓名： 姓名： 谈兆年 徐欣廷 杨知水 杜田野
一、实验目的
通过实现一个简单的 shell 命令解释器，加深对 Windows 系统调用的理解，同时 了解管道命令的设计实现机制。
四、实验结果及分析
1、实验结果
图一
双管道命令
如上图一所示，首先显示 file1.txt 和 file2.txt 的内容，myhead 命令取 前 3 行输出，mysort 命令则是将那 3 行内容排序后再输出，接着 mycat 命令最 后加上行标再次输出。
5
操作系统课程设计实验报告
图二 单管道命令 如上图二所示，首先显示 file1.txt 和 file2.txt 的内容，mysort 命令将 其排序后输出，接着 myhead 命令取其前 3 行输出。
2
操作系统课程设计实验报告
WORD wMilliseconds;//毫秒 } SYSTEMTIME, *PSYSTEMTIME;
(4) 在调用函数 FindFirstFile、FindNextFile 时，将找到的文件的信息存储在 win32_FIND_DATA 结构体中。 typedef struct _WIN32_FIND_DATA { DWORD dwFileAttributes;//文件属性
} PROCESS_INFORMATION, *LPPROCESS_INFORMATION;
(3) 获取系统时间时，使用到 SYSTEMTIME 结构体，其定义如下： typedef struct _SYSTEMTIME { WORD wYear;//年 WORD wMonth;//月 WORD wDayOfWeek;//星期 WORD wDay;//天 WORD wHour;//小时 WORD wMinute;//分钟 WORD wSecond;//秒
7
操作系统课程设计实验报告
2、实验分析 (1)UNIX 系统进程之间的通信方式简介以及对比 管道通信： 管道通信允许进程之间按照 FIFO 方式进行传输数据，一些进程用 write 命 令向管道写入数据，另一些进程用 read 命令从管道中读数据，且彼此之间同步 执行，管道通信是进程使用文件系统中文件进行的，只要通信的双方基本同步， 可认为这个文件是无限大的。 无名管道是一个临时文件，当文件被关闭后，文件就不复存在了，它是提供 给同族进程之间使用的通信办法。 有名管道则是实现了无家族关系进程之间的通信，任何知道管道名字的进程 都可以打开使用，有名管道文件一旦被创建后，磁盘上有一个对应的目录项和索 引节点，它与普通文件类似，是通过路径名存取的，只要这种文件不显示删除， 它就永远存在，只是文件长度为零。 信号量： 信号量机制的功能是比较强的，它提供了信号量集合。这种机制是通过 P、V 操作原语实现的，每次只进行单位数据的交互，通信效率比较低。 消息缓冲&共享内存： 采用消息缓冲和共享内存区是，进程之间可以进行大批数据的交互。 其中，信号量、消息缓冲和共享内存区都属于 UNIX 系统 V 的交互进程通信使用 的资源， 又成 IPC 资源。 IPC 属鸡的数据结构在进程之间请求 IPC 资源（信号量、 消息队列和共享内存区）
图五
mysl 命令
如上图五所示，在 Linux 系统中，ls 命令是很常用的，所以程序员一旦不小心 敲错了，误写成 sl 也是情有可原的，这时 Linux 的 terminal 会显示一辆跑动的 小火车，以此提示程序员。上述 mysl 命令的设计也是基于此，这也使得我们的 shell 变得生动有趣。
cmdposi[]:
cmdposi[0]=0
cmdposi[1]=4
cmdposi[2]=7
subcmd[0]: mysort file1.txt file2.txt subcmd[][] subcmd[1]: myhead 6 subcmd[2]: mycat –n
(2) 创建进程时，PROCESS_INFORMATION 结构返回有关新进程及其主线程的信息。 其结构定义如下: typedef struct _PROCESS_INFORMATION { HANDLE hProcess; HANDLE hThread; DWORD DWORD dwProcessId; dwThreadId; //新创建进程的句柄 //新创建进程的主线程的句柄 //新创建进程的标识 //新创建进程的主线程的标识
二、实验内容
在 Windows 平台上实现 Linux 的某些命令: 展开指定目录：myls [dir] 文件查看和连接：mycat [-n] [file1 file2……] 显示文档的开头：myhead number filename 排序：mysort [file1 file2 ……] 统计可执行文件执行时间：mytime program1.exe 复制文件：mycp a b 自定义出错提示命令：mysl head sort time cp sl 命令， 在具体
(4) DisconnectNamedPipe()函数
4
操作系统课程设计实验报告
作用：管道创建者断开与一个客户连接的命名管道 调用格式： BOOL WINAPI DisconnectNamedPipe(_In_ HANDLE hNamedPipe); 说明：hNamedPipe 为要断开管道的句柄，非 0 表示成功，0 表示失败。 (5)其他的一些 API 已经在之前的四个实验中详细介绍过，故在此不做赘述。有 CreateProcess()、 WaitForSingleObject()、 GetSystemTime()、 FindFirstFile()、 FindNextFile()、CreateFile()、ReadFile()、WriteFile()、GetFileTime()、 SetFileTime()、CreateDirectory()等。
} WIN32_FIND_DATA, *PWIN32_FIND_DATA, *LPWIN32_FIND_DATA;
(5) FILETIME 结构体用来记录文件时间，该结构是表示 100 纳秒间隔数为 64 位 值从 1601 年一月 1 日。 typedef struct _FILETIME { DWORD dwLowDateTime;//低 32 位 DWORD dwHighDateTime;//高 32 位 } FILETIME, *PFILETIME, *LPFILETIME;
8
操作系统课程设计实验报告
(3)客户与服务器（管道创建者）之间使用管道通信的步骤： a.建立连接，服务端通过函数 CreateNamedPipe()创建一个命名管道的示例 并返回用于今后操作的句柄。客户端通过调用 WaitNamedPipe()使服务进程等待 来自客户的示例连接，如果在超时值变为 0 之前，有一个管道可以为连接使用， 则 WaitNamePipe()将返回 TRUE，并通过 CreateFile()来呼叫服务端的连接。此 时服务端将接受客户端的连接请求， 成功建立连接， 服务端 ConnectNamedPipe() 返回 TRUE，客户端 CreateFile()将返回一指向管道文件的句柄。 b.通信实现，连接建立之后，客户端与服务器使用得到的管道文件句柄通过 调用 WriteFile()和 ReadFile()，彼此之间进行信息交换。 c.连接终止，当客户端与服务端的通信结束，客户端调用 CloseHandle()断 开连接；而服务端接着调用 DisconnectNamedPipe()。
1
操作系统课程设计实验报告
int lastcmdposi; //最后一条命令是第几条命令 int subcmdparameter[10];//每条管道命令所带的参数个数 char* subcmd[10][10];//记录命令行中的每一个字符串 }cmd; 对于输入命令：mysort file1.txt file2.txt | myhead 6 | mycat –n 字符串的位置： 0 1 2 3 4 5 6 7 8
分别对应于 Linux 系统中的 ls cat
设计实现的时候用法做了简化。其中，mycat、myhead 和 mysort 为三条管道命 令，例如： mysort file1.txt file2.txt | myhead 6 | mycat -n
三、程序设计与实现
1、程序中使用的结构体 (1) 处理输入命令字符串的自定义结构体 CMD，定义如下 struct CMD{ int cmdposi[10];//记录每条管道命令在命令字符串中是第几个字符串
LPOVERLAPPED lpOverlapped//重叠属性 ); 说明：如果 lpOverlapped 为 NULL，那么，若管道已经连接，就返回 TRUE，若发 生错误，或者管道已经连接，就返回 0；如果 lpOverlapped 有效，就返回零。
(3) WaitNamedPipe()函数 作用：客户等候与管道创建者建立连接 调用格式： BOOL WINAPI WaitNamedPipe( LPCTSTR lpNamedPipeName,//将要连接的管道名称 DWORD ); 说明：当管道创建者已调用 ConnectNamePipe()函数等待与一个客户连接时，该 函数成功返回非 0，如果失败，或者管道不存在，则返回 0。 nTimeOut//等待时间，以秒为单位
图三
mytime 命令、myls 命令
wk.baidu.com
如上图三所示，mytime 命令可以计算可执行程序的执行时间，myls 命令可 以展开指定目录，并显示文件名称、创建时间、修改时间和文件大小。
6
操作系统课程设计实验报告
图四
mycp 命令
如上图四所示，mycp 命令其实就是实验五的任务，在将其收录进我们 shell 中。
(2)Windows 对于管道通信的设计机制简介 Windows 最大的特点是建立一个简单的客户机/服务器程序设计体系， 在这个 体系结构中，在客户机与服务器之间，数据既可以单向传递，也可双向流动。对 命令管道服务器和客户机来说，两者的区别在于：服务器是唯一一个有权创建命 名管道的进程，也只有它才能接受管道客户机的连接请求。对一个客户机应用来 说，它只能同一个现成的命名管道服务器建立连接。在客户机应用和服务器应用 之间，一旦建立好连接，两个进程都能使用标准的 Win32 函数，在管道上进行数 据的读取与写入。
2、使用的主要 Windows API (1) CreateNamedPipe()函数 作用：创建命名管道 调用格式： HANDLE WINAPI CreateNamedPipe( LPCTSTR lpName,//管道名称
3
操作系统课程设计实验报告
DWORD DWORD DWORD DWORD DWORD DWORD dwOpenMode,//管道打开方式 dwPipeMode,//管道数据组织方式 nMaxInstances,//管道最大实例量 nOutBufferSize,//输出缓冲区长度 nInBufferSize,//输入缓冲区长度 nDefaultTimeOut,//默认等待时间