本次课回答的问题
本次课主要内容
整个计算机系统世界的 “构建”
我们需要一个 “用户能直接操作” 的程序管理操作系统对象。
这就是 Shell (内核 Kernel 提供系统调用；Shell 提供用户接口)
“终端” 时代的伟大设计
Shell 是一门 “把用户指令翻译成系统调用” 的编程语言
“Unix is user-friendly; it’s just choosy about who its friends are.”
(UNIX 世界有很多历史遗留约定)
支持的功能
ls
ls > a.txt
ls | wc -l
ls &
(echo a ; echo b) | wc -l
gcc -c -ffreestanding sh-xv6.c -g -O2
ld sh-xv6.o -o sh
file sh
# sh: ELF 64-bit LSB executable, x86-64, version 1 (SYSV), statically linked, with debug_info, not stripped
objdump -d sh | less
# sh： 文件格式 elf64-x86-64
# Disassembly of section .text:
# 0000000000401000 <syscall>:
# 401000: 48 8d 44 24 08 lea 0x8(%rsp),%rax
# 401005: 48 89 74 24 d8 mov %rsi,-0x28(%rsp)
# 40100a: 4d 89 c2 mov %r8,%r10
# 40100d: 48 89 44 24 c0 mov %rax,-0x40(%rsp)
# 401012: 48 8d 44 24 d0 lea -0x30(%rsp),%rax
# 401017: 48 89 54 24 e0 mov %rdx,-0x20(%rsp)
# 40101c: 48 89 44 24 c8 mov %rax,-0x38(%rsp)
# 401021: 48 63 c7 movslq %edi,%rax
# 401024: 48 89 f7 mov %rsi,%rdi
# 401027: 48 89 d6 mov %rdx,%rsi
# 40102a: 48 89 4c 24 e8 mov %rcx,-0x18(%rsp)
# 40102f: 48 89 ca mov %rcx,%rdx
/start
gdb sh
starti
layout src
n
n
s
s
n
n
finish
n
我们应该如何阅读 sh-xv6.c 的代码？
关键点
echo './a.out > /tmp/a.txt' | strace -f ./sh
基于文本替换的快速工作流搭建
cmd > file < file 2> /dev/null
cmd1; cmd2, cmd1 && cmd2, cmd1 || cmd2
cmd1 | cmd2
$(), <()
Job control
在 “自然语言”、“机器语言” 和 “1970s 的算力” 之间达到优雅的平衡
ls > a.txt | cat (bash/zsh)$ echo hello > /etc/a.txt
bash: /etc/a.txt: Permission denied
$ sudo echo hello > /etc/a.txt
bash: /etc/a.txt: Permission denied
Open question: 我们能否从根本上改变命令行的交互模式？
Shell 连接了用户和操作系统
已经看到的一些方向
为什么 Ctrl-C 可以退出程序？
为什么有些程序又不能退出？
为什么 fork-printf.c 会在管道时有不同表现？
为什么 Tmux 可以管理多个窗口？
终端是 UNIX 操作系统中一类非常特别的设备！
首先，我们可以 “使用” tmux
然后，我们也可以把 tmux “打开”
-o) 可以看到一些关键的系统调用 (以及 man 7 pty)为什么 fork-printf 能识别 tty 和管道？
#include <stdio.h>
int main() {
printf("Hello, World\n");
}
大家熟悉的 Segmentation Fault/Floating point exception (core dumped)
UNIX (System V) 信号其实是有一些 dark corners 的
RTFM: setpgid/getpgid(2)，它解释了 process group, session, controlling terminal 之间的关系
——你神奇地发现，读手册不再是障碍了！
./a.out & 创建新的进程组 (使用 setpgid)cat & 时你看到的 “suspended (tty input)”ps -eo pid,pgid,cmd 可以查看进程的 pgid本次课回答的问题
Take-away messages
一个功能完整的 Shell 使用的操作系统对象和 API
随着 “零依赖” 的
sh-xv6.c
，操作系统的神秘感逐渐消失