可以直接在程序清单1-8的基础上进行修改，直接利用系统shell：execl(“/bin/sh”, “sh”, “-c”, buf, (char *) 0); 这样程序就具有系统shell的全部功能。如果命令带 “-t”选项，则在创建执行上面函数的子进程时，必须先调用alarm函数设置闹钟；在子进程结束时，必须将闹钟清零。

需要处理的信号:

因为需要使用闹钟，所以实验需要处理两个信号:SIGALRM和SIGQUIT。如果当前程序正在执行用户命令，则信号处理函数必须“杀死”用户命令进程:

kill(pid, SIGKILL); // pid为用户命令进程的ID

对于信号SIGQUIT还有一种可能；正在接收用户输入的字符串。此时需要放弃当前输入，重新开始接收输入。解决方法是调用函数sigsetjmp()和siglongjmp()。

对于信号SIGALRM和SIGQUIT之间嵌套关系的处理:

如果这两个信号同时发生，或者在处理信号SIGALRM时产生信号SIGQUIT(或者反过来)，那么应当如何处理？无论何时，如果存在多个未决信号，系统总是第一个信号处理完了，再处理下一个信号，但是在处理完全部未决信号之前，不会返回被中断的信号或系统调用。因此合理的解决方案是，无论以上两个信号哪个先处理，另一个未决信号就应该忽略（清除未决信号）；在处理其中一个信号时，屏蔽另一个信号（如果发生了，就是未决信号）。

具体代码及解释如下:

（1）引用头文件及函数的声明

因为没有引用 “apue.h”，所以我自己定义了函数返回的类型typedef void Sigfunc(int);

print_prompt()函数用于打印输入命令前的提示字。

(2)main函数中:

首先处理程序传参是否正确，不正确报错:

默认情况下执行时间是不受限制的，如果执行命令的时候有设置参数，则调用alarm()函数设置闹钟:

接下来注册信号，Ctrl+\会产生SIGQUIT信号。闹钟超时时会产生SIGALRM信号:

在调用打印提示字的函数之前设置跳转点:

接下来处理每一行的输入，与实验三相同，将最后一个换行符换为字符串结束符。

在fork子进程之前先调用fflush函数，清空缓冲区，防止输出时换行出现奇怪的现象;在子进程中调用execlp()，直接利用系统shell，同时处理报错信息:

在父进程中调用waitpid()，等待子进程的结束，在子进程结束时清空闹钟:

print_prompt()函数的实现与实验三相同:

接下来是signal函数的可靠实现，该函数的实现参考了实验指导，首先定义两个结构体类型变量act和oact，在这个函数中实现当在处理一个信号的时候，屏蔽另一个信号的功能:

下面是实现对接收到超时信号时调用的handler函数，首先杀死用户命令进程，并打印超时提示字，接下来实现对屏蔽信号的处理（即对SIGQUIT信号的处理），代码如下:

接收到SIGQUIT信号的处理与SIGALRM信号的处理相似，代码如下:

完整代码如下:

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <setjmp.h>

#include <sys/wait.h>

#include <string.h>

#include <signal.h>

#include <unistd.h>

#define MAXLINE 256

typedef void Sigfunc(int); // 定义Sigfunc函数返回值

static volatile pid_t pid; // 存放子进程id, 非0表示正在执行用户命令

static sigjmp_buf jmpbuf;

void print_prompt();

Sigfunc *signal(int, Sigfunc *); // reliable version of signal()

static void sig_alrm(int); // signal-catching function

static void sig_quit(int); // signal-catching function

int main(int argc, char* argv[]) {

char buf[MAXLINE];

int status;

int time = 0;

// do input

if(argc != 1 && argc != 3)

fprintf(stderr, "Usage : myshell [-t <time>]\n");

if(argc == 3) {

if(strcmp(argv[1], "-t") != 0) {

fprintf(stderr, "Usage : myshell [-t <time>]\n");

} else {

time = atoi(argv[2]);

}

// register for signal

if (signal(SIGALRM, sig_alrm) == SIG_ERR) {

perror("Signal Error: ");

exit(1);

}

if(signal(SIGQUIT, sig_quit) == SIG_ERR) {

perror("Signal Error: ");

exit(1);

}

sigsetjmp(jmpbuf, 1); // set jump point

print_prompt(); // print the prompt

while(fgets(buf, MAXLINE, stdin) != NULL) {

if(buf[strlen(buf) - 1] == '\n') buf[strlen(buf) - 1] = 0; // replace new line with null

if(time) alarm(time); // set alarm before user executes the command

fflush(NULL);

if((pid = fork()) < 0) {

perror("fork error: ");

} else if(pid == 0) { // child

execlp("/bin/sh", "sh", "-c", buf, (char *)0); // use system shell

fprintf(stderr, "couldn't execute: %s", buf);

exit(127);

}

// parent

if((pid == waitpid(pid, &status, 0)) < 0) {

perror("waitpid error");

}

if(time) alarm(0); // clear clock

print_prompt();

}

exit(0);

}

void print_prompt() {

char prompt[MAXLINE] = "[Myshell ";

if(getcwd(prompt + 9, MAXLINE) == NULL) {

perror("getcwd: ");

exit(1);

}

strncat(prompt, "]$", MAXLINE - 1);

fprintf(stdout, "%s", prompt);

}

Sigfunc* signal(int signo, Sigfunc *func) {

struct sigaction act, oact;

act.sa_handler = func;

sigemptyset(&act.sa_mask);

act.sa_flags = 0;

// when handle one of the signal, mask another

if(signo == SIGALRM) {

sigaddset(&act.sa_mask, SIGQUIT);

} else if(signo == SIGQUIT) {

sigaddset(&act.sa_mask, SIGALRM);

}

if(signo == SIGALRM) {

#ifdef SA_INTERRUPT

act.sa_flags |= SA_INTERRUPT;

#endif

} else {

#ifdef SA_RESTART

act.sa_flags |= SA_RESTART;

#endif

}

if(sigaction(signo, &act, &oact) < 0)

return(SIG_ERR);

return(oact.sa_handler);

}

void sig_alrm(int signo) {

struct sigaction act;

if(pid > 0) {

kill(pid, SIGKILL);

pid = 0;

}

fprintf(stdout, "\n*** TIMEOUT ***\n");

sigset_t pendmask;

if(sigemptyset(&pendmask) < 0) {

perror("sigemptyset(): ");

}

if(sigpending(&pendmask) < 0) {

perror("sigpending(): ");

}

if(sigismember(&pendmask, SIGQUIT)) {

signal(SIGQUIT, SIG_IGN);

sigaction(SIGQUIT, &act, NULL);

}

siglongjmp(jmpbuf, 1);

}

void sig_quit(int signo) {

struct sigaction act;

if(pid > 0) {

kill(pid, SIGKILL);

pid = 0;

}

fprintf(stdout, "\n*** QUIT *** \n");

alarm(0); // clear clock

sigset_t pendmask;

if(sigemptyset(&pendmask) < 0) {

perror("sigemptyset(): ");

}

if(sigpending(&pendmask) < 0) {

perror("sigpending(): ");

}

if(sigismember(&pendmask, SIGALRM)) {

signal(SIGALRM, SIG_IGN);

sigaction(SIGALRM, &act, NULL);

}

siglongjmp(jmpbuf, 1);

}

实验结果

源程序名	可执行程序名
myshell.c	myshell

编译生成可执行文件：

使用如下指令：

`make myshell`，即可得到可执行文件`myshell`

运行程序：

执行命令`./myshell -t 5`:

输入ls等命令能正确执行:

执行sleep 10，大约5秒后终端上显示 “*** TIMEOUT ***”并退出sleep:

再次执行sleep 10，然后按Ctrl+\，终端上显示 “*** QUIT ***”，并退出sleep，且大约5秒后不会提示 “*** TIMEOUT ***”:

在等待输入命令时，按Ctrl+\，终端提示 “*** QUIT ***”，但不退出shell:

执行命令`./myshell`，不会受时间限制:

体会和建议

体会：通过本次实验，我对信号和中断有了更深的了解。“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”。上午刚上完课下午就做实验，做的时候还是有一些吃力，将书上的例子都看懂了才勉强把实验做完，实现了实验要求的效果。感觉以后还是得提前预习，老师讲课的进度有点赶不上实验课的进度，这种课程还是写代码比上课重要。上课听着感觉懂了，但是真正做起来却有些云里雾里，摸不着头脑，不知从何下手。

建议：希望以后上机课之前，老师能提前说明实验课需要做什么，比如要用到哪些知识点，以及书上哪些程序对本次实验是比较有帮助的，我们可以通过看书本上的例程去更好的实现实验要求。以及可能要用到的不熟悉的函数能为我们做详细的解释。