情報学類主専攻実験／システムプログラム (2004年)

最終更新: 2004/12/17 14:40:00

このページは、筑波大学 情報学類 ３年生を対象とした 情報学類主専攻実験の、 テーマ K-3 (システム・プログラム) のためのページ(新城担当部分)です。この実験には、課題が２つあります。

1. シェル、または、ディレクトリ・ブラウザ（どちらか１つ選択）
2. MiniFtp

実験テキスト：

• 概要
• 詳細

■連絡事項

◆説明会

◆中間報告

２００４年２学期では、次の日時までに課題を仕上げて指定された方法で提出 してください。

９月８日水曜日 17:00:00

課題１−１、または、課題２−１を行い、電子メールで新城まで提出す る。電子メール図については、付けなくてもよい。（最終的なレポートには必 ず図をつける。）

１０月１日金曜日 17:00:00

残り課題を行い、課題１−１、または、課題２−１も含めて全て紙に印 刷して所定のレポート提出箱に提出する（電子メールは不可）。

        July                  August                September      
Su Mo Tu We Th Fr Sa   Su Mo Tu We Th Fr Sa   Su Mo Tu We Th Fr Sa 
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 4  5  6  7  8  9 10    8  9 10 11 12 13 14    5  6  7  8  9 10 11
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18 19 20 21 22 23 24   22 23 24 25 26 27 28   19 20 21 22 23 24 25
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       October               November               December       
Su Mo Tu We Th Fr Sa   Su Mo Tu We Th Fr Sa   Su Mo Tu We Th Fr Sa 
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 3  4  5  6  7  8  9    7  8  9 10 11 12 13    5  6  7  8  9 10 11
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■注意

この実験を取る人は、関連した講義を取るように してください。１学期の講義の中でも、実験に関連した話をします。

■シェル用構文解析器

■シェル用構文解析器

プログラムは、次の場所にあります。

~yas/slab-syspro/shell/

cp -rp などでコピーして使ってください。必要な部分は、次のファイルです。

command.c

command構造体操作

command.h

command構造体データ構造

lexer.c

字句解析器

lexer.h

字句解析器データ構造

parser.c

構文解析器

parser.h

構文解析器データ構造

executer.c

プログラムの実行（画面に表示）

executer.h

そのインタフェース

mysh.c

シェルのmainプログラム

parse() が返した木構造を解析して実行（画面に表示）するものが、 executer.c に含まれている関数です。 このサンプルは、木構造の内容を画面に表示するようになっています。

次のような手順で、executer.c を書き換えていくとよいでしょう。

1. １行として簡単なもの（パイプも入出力の切り替えもなし）を与えたと きに、どのような木構造になるか調べる。id がどうなるか、argc, argv がど うなるか、sinfile, soutfile, out_mode がどうなるかを調べる。
2. execute_single_command() でコマンドを実行する。fork()システムコー ルと execve() システムコール(またはexecv() や execvp() )を使って実行す る。リターンバリューとして、PID を返す。
3. fork() した場合、親プロセス側は、親は、wait(0), wait3() などで子 供が終了することを待たなければならない。どこで wait すべきかをよく考え る。必ずしも fork() をした関数やループで wait しなければならいことはない。
4. 標準入力の切り替え（<）を与えた時に command 構造体が どうなるかを調べる。
5. 標準入力を切り替えを実現する。open() システム・コールとdup() (ま たは、dup2())システム・コール、close() システム・コールを用いる。
6. 標準出力の切り替え（>）、標準エラーの切り替え （>&）について、標準入力の切り替えと同様のことを行う。 out_mode にも注意する。
7. パイプ（|)が打ち込まれた時に command 構造体がどうなるかを調べる。
8. パイプ（|)を実現する。まず、pipe() システム・コールでパイプを作成 し、fork() してから親子で左右の枝を分担して再起、または、ループする。 fork() した後、パイプの不要な口を閉じることを忘れないようにする。
9. パイプラインでは、一番最後のコマンドだけを wait すればよい。

fork() のタイミングには注意してください。内部コマンドの場合、fork() を してはいけません。ただし、標準出力がパイプの場合、まずパイプを作成して からfork() する必要があります。fork() すべきかどうかを、木を先読みして 調べる方法もあります。

配列と木構造の探索については、２年生の教科書を読み返して復習して下さい。 配列の場合には、「ループ」することが基本です。パイプラインは、再帰では なくループを使った方が簡単に実現できるようになっています。構造体の場合には、 関数呼び出し（場合によっては再帰呼び出し）を使います。 fork() する時には、２重に検索実行しないように気をつける必要があります。

ループの数は、１つとは限りません。２つのループを使った方が簡単な場合も あります。２つのループとは、２重ループではなくて、１つのループを２回や るものです。

    for( i=0 ; i < n; i++ )
    {
    }
    ...
    for( i=0 ; i < n; i++ )
    {
    }

■パイプラインの作り方

親子関係を調べるには、ps コマンドを使います。この時、意味はありません が、ps コマンドには、X ウインドウ関係のプログラム（すぐには終了しない） を使うとよいようです。

% csh 
% emacs | ps -l 
% emacs | kterm | ps -l 
% sh 
$ emacs | ps -l
$ emacs | kterm | ps -l
$ 

% strace -f -o sh.log sh 
$ ls
$ ls | head
$ exit
% less sh.log 
% egrep 'fork|pie|dup|exec|close|exit|wait' sh.log | less 
% egrep 'fork|pie|dup|exec|exit|wait' sh.log | less 
% 

詳しくは、man strace を見てください。

■ディレクトリ・ブラウザ

◆Ruby/GTK版

~yas/slab-syspro/dir/dir-browser.rb

ウインドウの親子関係。table を使ってレイアウトしている。 @table.attach() の引数は、グリッドの左、右、上、下の座標。

window (DirListLong < Gtk::Window)
      table (Gtk::Table)
	    scrollClist (Gtk::ScrolledWindow)
	       clist (DirListLongClist < Gtk::CList)
	    label (Gtk::Label)
	    entry (Gtk::Entry)
	    open_button (Gtk::Button)
	    quit_button (Gtk::Button)

class DirListLongClist < Gtk::CList

Gtk::CList を継承して、ls -l 風の内容を保存するための Clist をつくる。

Dir.new(".")

ディレクトリを開く

dir.each

ディレクトリの各内容についての処理

File.lstat

lstat() システムコール。リンクの先をたどらない。ls -l で lrwxrwxrwx と 表示するには、必要。

clist.signal_connect

クリックされた時の処理を記述する。set_text で、 テキストを設定している。

open_button.signal_connect

Open ボタンが押された時の処理。ここで新しいディレクトリを 開くようにすればよい。

三並 慶佐: Ruby/GTKプログラミング入門,技術評論社 (2002年). ISBN: 4774114685

~yas/ruby/gtk/book/program/

◆java版

~yas/slab-syspro/dir/DirBrowser.java

ウインドウの親子関係は以下のようになっている。window (JPanel) に縦方向 に流し込んでレイアウトしている。ボタンを横に並べている所は、buttonPart でグループ化している。

this (DirBrowser extends JFrame)
	window (JPanel)
		scrollTable (JScrollPane)
			table (JTable)
		textField
		dirInfoBar (JLabel)
		buttonPart (JPanel)
			openButton (JButton)
			quitButton (JButton)

class DirBrowser extends JFrame

File dir=new File(location); String[] fileList=dir.list();

ディレクトリの内容一覧を得る

file.isDirectory(), file.isFile()

ファイルの型を調べる。

file.canRead(), file.canWrite()

ファイルが読み書きできるかを調べる。

table.addMouseListener()

ファイル名の行がクリックされた時の処理を記述する。 textField.setText() で、textField にテキストを設定している。

openButton.addActionListener()

Open ボタンが押された時の処理。ここで新しいディレクトリを開くよう にすればよい。

■関連ページ

• システムプログラム(2004年)
• 計算機システム実験(2004年)
• 筑波大学
  • 電子・情報工学系
  • 情報学類
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