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This is my final 42's project Minishell, I implemented my own shell in C, which supports redirections, pipes, environment variables and several builtins

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iciamyplant/Minishell

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Lancement :

make && ./minishell

Précisions :

  • Ce projet a été fait avant la mise à jour du sujet, il n'utilise pas les termcaps et contient plusieurs variables globales.
  • Ce readme n'expliquera que la partie dont je me suis occupé. C'est à dire : le parsing (séparations, protections, redirections, variables d'environnement) ainsi que le buitin exit et $?. + quelques informations concernant env, export et unset + quelques liens pour les pipes.
  • Il y a des algos bien plus efficaces pour faire le parsing que ce que j'ai fait : Lexical Analysis (voir le projet de @mkayumba : explication de son projet)

Plan :

I - Qu'est ce que Minishell ?

  • Le sujet
  • Appréhender le projet

II - Avant le parsing

III - Le parsing

  • .1. Les séparations
  • .2. Les pipes
  • .3. Commande et arguments
  • .4. Les protections
  • .5. Les redirections <, >, >>
  • .6. Les variables d'environnement
    • Exemples de tests

IV - L'exécution

  • .1. Les redirections
  • .2. Env, export, unset
  • .3. Exit et $?
  • .4. Liens pipes/signaux/processus
    • Les tests tricky de @frthierr

V - Tester + Leaks et errors utils

VI - Utils du shell

  • Rappels cmds
  • Rappels chmod et droits
  • Ln et liens
  • Rappels valeur MAX/MIN

I - Qu'est ce que Minishell ?

Le sujet

L'objectif de Minishell est de créer un shell.

C'est quoi un shell ? En gros dans un système d’exploitation y a ces deux éléments :

  • Le noyau (= kernel) : qui effectue les fonctions fondamentales du système d'exploitation telles que la gestion de la mémoire, des processus, des fichiers...
  • Le shell : l'interface entre l'utilisateur et le noyau, qui permet à l'utilisateur de communiquer avec le système d’exploitation par l'intermédiaire d'un langage de commandes. L'utilisateur peut entrer des commandes dans le terminal. Grâce à l’interpréteur de ligne de commande (tel que bash ou zsh qui sont des shells), les commandes entrées sont exécutées. --> On va créer notre propre petit shell.

Appréhender le projet

J'ai lu le man de bash, qui est très long, mais en vrai j'ai trouvé ça trop utile.

II - Avant le parsing

  • Récupérer toutes les variables d'environnement :

Quand tu tappes env dans le terminal tu vois toutes les variables d'environnement. En parametre du main, env est un char** qui contient toutes ces variables d'environnement sous la forme : env[0] = TMPDIR=/var/folders/7g/g6ksr7hd0mjcyjwkj_mqdmgm0000gn/T/ . Une valeur à 0 indique la fin du tableau.

int	main(int ac, char **av, char **env)
  • Récupérer PATH (qui est dans env) dans un char :**

PATH = variable utilisée par le système d'exploitation pour localiser les fichiers exécutables des commandes. Genre imagine quand tu fais ls et que PATH=/usr/local/bin:/usr/bin:/bin:, ca veut dire le systeme va chercher un fichier executable qui s'appelle ls qui correspond a ls et il va chercher dans /usr/local/bin s'il trouve pas il va aller dans /usr/bin puis dans /bin. Donc quand l'utilisateur va tapper des commandes qui sont pas dans nos builtins on va avoir besoin de connaitre les chemins de PATH.

ft_split(PATH, ':');
  • Récupérer la ligne de commande et écrire le prompt :

Prompt = c'est l'invit de commande. On va faire une loop avec gnl et dans cette loop on va ecrire le prompt

while (get_next_line(0, &line) > 0)
{
  parsing
  write(0, "~$ ", 3);
}

III - Le parsing

1. Les séparations

Les commandes séparées par un ';' sont exécutées successivement, l'interpréteur attend que chaque commande se termine avant de lancer la suivante

  • J'ai parsé les éléments entre “;” dans un char** que j'ai mis dans une liste chaînée. Pour comprendre facilement les listes chaînées : vidéo

Exemple : echo Hello; echo World

char **str;
str = ft_split(line, ';'); // str[0] = echo Hello, str[1] = echo World
while (str[++i])
  list = add_cell(list, str[i], i); // deux cellules, dans chaqune on met str[i]

Fonctions qui créent les cellules :

t_sep	*create_cell(char *cmd_sep)
{
  t_sep	*cell;

  cell = malloc(sizeof(t_sep));
  if (!(cell))
  	return (NULL);
  cell->prev = NULL;
  cell->next = NULL;
  cell->pipcell = NULL;
  cell->cmd_sep = cmd_sep;
  return (cell);
}
t_sep	*add_cell(t_sep *list, char *cmd_sep, int pos)
{
  t_sep	*prec;
  t_sep	*cur;
  t_sep	*cell;
  int		i;

  cur = list;
  i = 0;
  cell = create_cell(cmd_sep);
  if (list == NULL)
  	return (cell);
  while (i < pos)
  {
  	i++;
  	prec = cur;
  	cur = cur->next;
  }
  prec->next = cell;
  cell->next = cur;
  return (list);
}

Imprimer les cellules :

void	print_list(t_sep *list)
{
  int		i;

  i = 0;
  while (list)
  {
  	printf("-----------------------------------\n");
  	printf("| i = %d                            \n", i);
  	printf("| list->cmd_sep : %s            \n", list->cmd_sep);
  	printf("-----------------------------------\n");
  	list = list->next;
  	i++;
  }
}

2. Les pipes

Exemple : echo bonjour ; ls | sort ; echo hey

  • echo bonjour est executé
  • ls est executé et son stdout est le stdin de sort, qui est executé à son tour (En gros pour commande1 | commande2 : la sortie (stdout) de la commande1 est l'entrée (stdin) de la commande2)
  • echo hey est executé

On parcours list où chaque cellule contient cmd_sep (parsé en haut). Si cmd_sep contient un pipe on crée une list chaînée list->pipcell dans la cellule en question. Dans list->pipcell on fait une cellule par commande entre pipes. D'où :

  • : Check dans chaque cmd_sep de chaque cellule de t_sep *list si y a des pipes
  • : Si y en a split de ‘|’ dans un char **
  • : On rentre ce char** dans une liste chaînée (list->pipcell) à l'intérieur de la cellule où cmd_sep contient des pipes
  • : Ensuite on parcours notre list : Si list->pipcell == NULL, ca veut dire que y a pas de pipe, on peut exécuter direct de qui est dans list->cmd_sep. Par contre si list->pipcell != NULL, y a des pipes donc on va executer chaque list->pipcell->cmd_pipe. Avant de passer à la cellule suivante de list.

3. Commande et arguments

Soit la commande est dans nos builtins, soit la commande n'est pas dans nos builtins. Dans ce deuxième cas, il faudra faire un appel système avec execve. => Donc j'ai parsé dans un char** (pour les deux possibilités) direct prêt à être envoyé à execve si besoin.

Exemple : echo -n bonjour

  • ici echo est chez nous, mais sinon execve(file, argv)
  • argv[0] : c’est la commande, echo
  • argv[1] : le premier argument, -n (les options ca peut être collé -lRa dans un char* où séparé chaque option dans un char* -l -R -a)
  • arg[2] : le deuxième argument, bonjour
  • argv[3] : on finit toujours par un NULL

A faire :

  • : Créer le char**
  • : Malloquer le char** à chaque tour car on sait pas à l'avance combien d'arguments
  • : Dès que y a un espace qui n’est pas protégé on passe à l'argument suivant
  • : Attention aux protections

Attention : la fin d'un argument c'est un espace qui est pas dans des quotes et qui n'est pas précédé par un caractère d'échappement :

4. Les protections

Quotes

dans des simples quotes dans des doubles quotes
nombre impair de simple quote c’est pas bon, même si y a un \ (bash-3.2$ echo c'o\'u'cou) les quotes simples dans une double quote perdent leurs signification, donc même si y a un nombre impair de quotes simples c’est ok, même si y a un \ (bash-3.2$ ec"ho" bon"'j'o'u"r)(bash-3.2$ ec"ho" bon"j'o\'u"r)
les doubles quotes dans des simples quotes perdent leurs signification donc même si y a un nombre impair de doubles quotes c'est ok, même si y a un \ (bash-3.2$ echo co'c"o"u') (bash-3.2$ echo co'"c\"o"u') nombre impair de double quote c’est pas bon (bash-3.2$ ec"ho" bon"jo"u"r). attention : sauf si y a un \” c’est bon (bash-3.2$ ec"ho" bon"jo\"u"r)
$ ne conserve pas sa signification spéciale d’environnement (bash-3.2$ '$PATH') conserve sa signification spéciale d’environnement (bash-3.2$ “$PATH”)
\ ne conserve pas sa signification (bash-3.2$ echo bo'njou\$r') conserve sa signification que lorsqu'il est suivi par $, ", \ (bash-3.2$ echo bo"njou\$r") (bash-3.2$ ec"ho" bon"jo\"u"r) (bash-3.2$ echo "\\")

Donc à l'intérieur d’une double quote :

  • \\ : faut imprimer \
  • \$ : faut imprimer $
  • \” : faut imprimer “ :
  • $ : faut appeler la variable d’environnement

Caractère d'échappement

Le caractère qui suit a sa valeur littérale. Donc si \ devant un $ pas d'appel à variable d’environnement (ex : \$PATH)
bash-3.2$ echo \\coucou
bash-3.2$ echo \\\coucou
bash-3.2$ echo \ \ \ \ \ \ mdr : attention les espaces ne sont pas comptés comme des spérateurs entre les arguments avec le \ devant

5. Les redirections <, >, >>

trop bien expliqué : article

Pour capter stdin stdout stderr, je me dis que à chaque fois que je tappe une commande, elle reçoit un stdin, elle s'éxecute, le résultat s'imprime sur stdout et le message d'erreur s'imprime sur stderr. De base stdin c'est le clavier, et stdout et stderr cest direct dans le terminal (l'écran). Mais on peut rediriger vers d'autres sources autres que le clavier ou l'écran. Par exemple, rediriger une sortie standard vers un fichier. Pour cela, les numéros des descripteurs de flux sont utilisés.

  • entrée standard (fd = 0)
  • sortie standard (fd = 1)
  • sortie erreur (fd = 2)
Exemple Description
ls > liste_fichiers.txt créé le fichier liste_fichiers.txt et écrit la sortie dans le fichier
ls >> liste_fichiers.txt enregistré à la fin du fichier au lieu de l'écraser s'il existe déjà
cat < notes.csv Permet de lire des données depuis un fichier et de les envoyer à une commande. Ici équivalent à écrire “cat notes.csv”

Exemple : cmd>A>B>C>D

  • : Créer tous les fichiers
sstderr = open(copy->redir.out2, O_CREAT | O_RDWR | O_APPEND, 0644);
sstdin = open(copy->redir.in, O_RDONLY);
sstdout = open(copy->redir.out1, O_CREAT | O_RDWR | O_APPEND, 0644);
  • : Enregistrer le fd du dernier fichier D
  • : Ne pas mettre le >A>B>C>D dans char** qu’on envoie à execve
  • : On redirigera le stdout vers le dernier fichier D
Redirection de la sortie ‘>’ Redirection de l’entrée ‘<’
crée le fichier si celui-ci n’existe pas si file existe pas : no such file or directory
Par défaut équivalent à 1> , Par défaut écrase le fichier dans lequel on redirige, X> où X prendra la valeur de l'identifiant du descripteur (par exemple 1>ls vi) < file
>> ajoute en fin de fichier donc n’écrase pas << mot permet d'envoyer un contenu à une commande avec le clavier direct. Où tapper “mot” ici permet d’arrêter (<<< et << : c'est bonus jcrois)

6. Les variables d'environnement

→ ne pas gérer les variables locales

Principe

  • Déclaration : nomvariable=CONTENU
  • Utilisation :
format principe  exemple
$variable ou ${variable} ou “$variable” ou "${variable}" on remplace la variable d’environnement par sa valeur ca peut être partout dans une redirection, dans des quotes : ls $HOME/Desktop , echo bjr > $COLORTERM , echo coucou$COLORTERM

Variables d’environnement et espaces :

exemple description
export A=" coucou " ; echo "$A" quand la variable est dans une double quote => on imprime la variable telle qu'elle est, avec ses espaces
export A=" coucou " ; echo $A$A quand la variable n’est pas dans une double quote => on laisse un seul espace, tous les autres espaces sont supprimés
export A=' mdr' ; echo @$A@ avec caractères spéciaux (“ ou ‘ ou / ou = ou @ ou $)
export A='mdr ' ; echo @$A@ avec caractères spéciaux (“ ou ‘ ou / ou = ou @ ou $)
export A=' mdr ' ; echo @$A@ avec caractères spéciaux (“ ou ‘ ou / ou = ou @ ou $)
export A='foo' B=' bar' C='baz' ; echo $A$B$C avec caractères spéciaux (“ ou ‘ ou / ou = ou @ ou $)

7. Exemples de tests

exemples relous
echo mdrr 1<>coucou
echo mdrr 2<>coucou
echo “” ; cat -e
echo "" a ; cat -e
echo >mdr>hey>>sarace \sal"mdr"
echo <hey1<h'ey2'
echo bonjour >hey >>hey2 >>hey3
>> e
ls $HOME/Desktop
echo “$PATH”
echo "$PATH$PWD"
echo -n a '' b '' c '' d
e"ch"o bonjour
echo\ bonjour
=> aller voir y a plein de tests dans le fichier tester/test.sh

IV - L'exécution

1. Les redirections

redir_dup(1, 3); // on redirige stdout vers fd = 3 (imaginons un fichier)
void	redir_dup(int fdsrc, int fddest)
{
	int		save;

	save = dup(fdsrc);
	close (fdsrc);
	dup2(fddest, fdsrc); //fd src redirige vers le fd dest, 1 redirigé vers 3
	//write(1, "coucou", 7); // pour tester avec stdout : ca s'ecrira dans fddest, donc le fichier
	dup2(save, fdsrc); // redirection enlevee
	//write(1, "ok", 3); // pour tester avec stdout : s'ecrira bien sur le stdout
}

2. Env, export, unset

env et export

export env ./minishell
sans argument liste toutes les variables d’environnement dans l’ordre ascii. sous la forme : declare -x nom=”valeur” ou declare -x nom liste toutes les variables d’environnement dans un ordre random. sous la forme : nom=valeur création d’un processus enfant
sans = (export test1) declare -x test1 test1 n’apparaît pas test1 n’est pas hérité >exit , test1 est tjr là avec export
avec un = (export test2=) (export test3=coucou) declare -x test2="" declare -x test3="coucou" test2= test3=coucou test2 et test3 sont hérités >exit , test2 et test3 sont tjr là
plusieurs arguments (export test= o) declare -x o declare -x test="" test= test est hérité, o n’est pas hérité >exit , test est tjr là , o est tjr là avec export

unset

unset nom supprimer la variable d'environnement nom
unset *variablequiexistepas* Annulation d'une variable ou d'une fonction qui n'a pas été précédemment définie ne doit pas être considérée comme une erreur et n'entraîne pas un abort.
unset test1 test2 Peut unset plusieurs variables en même temps

3. Exit et $?

exit

  • exit [n]
  • provoque l'arrêt du programme shell avec un code de retour ($?) égal à n.
  • Si n n'est pas précisé, le code de retour fourni est celui de la dernière commande exécutée.
  • exit prend seulement des arguments de type entier compris entre 0 et 255 d'où :
long long	code2;
code2 = ft_atoi_exit(args[1], 0, &pbm); // atoi adapté à exit, qui renvoie un long long (voir tests en dessous)
g_status = code2 % 256;
A tester :
exit ' 3'
exit -1
exit -9223372036854775808
exit 9223372036854775807
exit +3 
exit 2000000
exit -2147483649
exemple erreur
exit 0 bonjour bash: exit: too many arguments
exit coucou exit: coucou: numeric argument required

attention : exit ne s'exécute pas avec ces erreurs

$?

  • Toutes les commandes Linux retournent un code d'erreur compris entre 0 et 255.
  • La valeur 0 représente la valeur vrai (succès de la commande).
  • Les valeurs supérieur à 0 représente la valeur faux (échec de la commande).
  • Le code erreur de la dernière commande utilisée est contenu dans la variable $?
$? description
1 standard pour les erreurs générales, comme une division par zéro
2 mauvaise utilisation de commandes intégrées, d'après la documentation de Bash
126 la commande appelée ne peut s'exécuter, problème de droits ou commande non exécutable
127 commande introuvable, problème possible avec $PATH ou erreur de frappe
128 argument de commande invalide
128+n 128 + le numéro du signal
130 terminé avec Ctrl-C (130 = 128 + 2)
255 code de sortie en dehors de la limite par ex exit -1

Connaître le code erreur d’un appel à une commande / d'un signal : waitpid(pid_t pid, int *status, int options);

  • WIFEXITED(status) = renvoie vrai si le fils s'est terminé normalement, c'est-à-dire par un appel à exit(3) ou _exit(2), ou bien par un retour de main(). Et dans ce cas on peut appeller : WEXITSTATUS(status) = renvoie le code de sortie du fils. Ce code est constitué par les 8 bits de poids faibles de l'argument status que le fils a fourni à exit(3) ou à _exit(2) ou l'argument d'une commande de retour dans main(). "Cette macro ne peut être évaluée que si WIFEXITED a renvoyé vrai".
  • WIFSIGNALED(status) = renvoie vrai si le fils s'est terminé à cause d'un signal. Et dans ce cas on peut appeller : WTERMSIG(status) = renvoie le numéro du signal qui a causé la fin du fils. "Cette macro ne peut être évaluée que si WIFSIGNALED a renvoyé vrai".
void		status_child(void)
{
	if (WIFEXITED(g_pid))
		g_status = WEXITSTATUS(g_pid);
	if (WIFSIGNALED(g_pid))
	{
		g_status = WTERMSIG(g_pid);
		if (g_status != 131)
			g_status += 128;
	}
}

4. Liens pipes/signaux/processus

5. Les tests tricky de @frthierr

tests tests
cat Makefile | ./minishell env -i ./minishell (= lance sans les var d’env)
Essayer d'exécuter un mini shell dans minishell ./minishell et tester les signaux et le man de commandes commande yes avec les signaux et $?
./minishell coucou (doit renvoyer une erreur) echo $ejknfenf hey
echo "$ejnzefc" hey  pouet+=a ballek
 ./minishell 2>lol (redirection de stderr, aucuns messages d'erreurs ne doivent s'imprimer dans le terminal)  mkdir a ; cd a ; rm -rf ../a

V - Tester + Leaks et errors utils

Tester

Avoir au préalable mis la possibilité de faire ./minishell -c (comme dans bash -c)

cd tester
./start.sh

fait par @yviavant, en reprenant ce testeur

Errors

Avec valgrind "invalid read of size 1"

str = malloc(sizeof(char) * ft_strlen(whole_cmd));
i = 0;
if (str[i] && str[i] == '$' && str[i - 1] != '\\') // if i == 0 invalid read of size 1 car str[i - 1]
str = malloc(sizeof(char) * 8);
i = 0;
while (str[i] && str[i] == '"') // avec str="coucou\" invalid read of size 1 possible si on fait i++ et qu'on revient a la condition avec i > 8)
{
	if (str[i] = '\\')
		i++;
	i++;
}

Avec valgrind "invalid write of size 1" : idem que read mais on a voulu écrire

str = malloc(sizeof(char) * 8);
i = 0;
while (str[i] && str[i] == '"')
{
	if (str[i] = '\\')
		i++;
	i++;
	copy->cmd[i] = str[i]; // invalid write of size 1 possible si ici i > 8)
}

Avec valgrind "Conditional jump or move depends on uninitialised value(s)"

if (str) // où str n'est pas initialisé

Leaks

  • valgrind : valgrind --leak-check=full --show-leak-kinds=all ./minishell (sachant que les still reachable sont considérés comme des leaks à 42)
  • https://github.com/bibhas2/Memd
  • Garbage collector : mettre dans une liste chaînée pour pouvoir tout free après
  • Imprimer le pointeur au moment du malloc et au moment du free, pour voir quels pointeurs n'ont pas été free
str = malloc(sizeof(char) * ft_strlen(whole_cmd));
printf("str malloc : %p", str);
printf("str free : %p", str);
free(str);

VI - Utils du shell

Rappels cmds

Commande Signification Exemple
yes écrit yes dans une boucle infinie yes coucou (écrit coucou infini)
ln lie un fichier ou un répertoire
chmod change permissions d'un fichier chmod 777 (4+2+1 = toutes les permissions pr tt le monde) chmod 000(aucune permission pour personne)
cd change de répertoire cd - (se déplace dans le dernier répertoire visité) cd (Accéder directement au répertoire de l’utilisateur) cd / Permet de se retrouver à la racine du disque
clear efface l'écran
diff  compare fichiers ligne par ligne  diff test.sh Makefile
cmp écrit première ligne de difference entre 2 fichiers cmp test.sh Makefile
cp copie des fichiers
rm supprime fichier
rm -rf supprime le répertoire récursivement
ls -l affiche le contenu du répertoire
exit sort du processus courant
grep cherche des chaînes de caractères dans des fichiers grep "printf" fichier
mkdir crée un répertoire
rmdir supp un répertoire
more affiche un fichier page par page comme dans un man
mv déplace ou renomme
$PATH chemin vers les exécutables
cat envoie le fichier vers stdout

Rappels chmod et droits

Droit Chiffre
r (read) 4
w (write) 2
x (execute) 1
Droits Chiffre Calcul
--- 0 0 + 0 + 0
r-- 4 4 + 0 + 0
-w- 2 0 + 2 + 0
--x 1 0 + 0 + 1
rw- 6 4 + 2 + 0
-wx 3 0 + 2 + 1
r-x 5 4 + 0 + 1
rwx 7 4 + 2 + 1

propriétaire-groupe-autre

Ln et liens

Lien physique : ln fichier1 fichier2

  • permet d'avoir deux noms de fichiers qui partagent exactement le même contenu, cad le même inode (=numero attribué au contenu d'un fichier car nom de fichier et contenu stocké à 2 endroits différents ds OS).
  • Ainsi, que vous passiez par fichier1 ou par fichier2, vous modifiez exactement le même contenu. On peut accéder au même contenu via deux noms de fichiers différents.
  • Pas de liens physiques sur des répertoires, que fichiers

Lien symbolique : ln -s fichier1 fichier2

  • si onf fait ls -l on voit : fichier2 -> fichier1. Si on supprime fichier2, rien. Par contre, on supp fichier1, lien symbolique sera cassé et ne servira donc plus à rien
  • cette fois on créé le lien qui pointe vers le nom du fichier et non l'inode
  • Même principe, qu'on passe par fichier1 ou fichier2 on édite le même contenu mais
  • fonctionnent sur les repertoires

Rappels valeur MAX/MIN

type valeur max valeur min
int 2147483647 -2147483648 
unsigned int 4294967295
long 2147483647 -2147483648
unsigned long 4294967295
long long 9223372036854775807 -9223372036854775808
unsigned long long 18446744073709551615

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