操作系统源码阅读 - 2 : 基础命令与操作系统接口

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echo命令实现

从简单的命令开始理解。echo命令，在下一行输出echo后面输入的文字。在xv6操作系统中，有单独的echo.c文件，实现echo命令，文件核心代码如下：

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

  for(i = 1; i < argc; i++)
    printf(1, "%s%s", argv[i], i+1 < argc ? " " : "\n");
  exit();
}

实现代码特别简单，主要是讲参数传递到printf函数，实现输出。需要注意的是，echo程序入口是main()函数，表明这是一个完成的进程，入口为main()，exit()结束进程。因此，当执行echo命令的时候，操作系统实际上涉及到了系统中断和进程切换。

printf()函数，在printf.c文件中实现。printf.c文件中有三个函数，printf()，printint()，putc()。实际上，printf()调用printint()，putc()函数，printint()函数也调用putc()函数。因此，printf()函数主要以来putc()函数来实现。putc()函数代码如下：

static void putc(int fd, char c)
{
  write(fd, &c, 1);
}

putc()函数实际上有调用系统接口write()(也叫系统调用，system call)。接口具体说明可以见xv6系统调用。

cat命令实现

cat命令比echo命令要复杂一点，需要调用的系统接口函数也要多一点。由单独的cat.c文件来实现函数功能。核心代码如下：

void cat(int fd)
{
  int n;

  while((n = read(fd, buf, sizeof(buf))) > 0) {
    if (write(1, buf, n) != n) {
      printf(1, "cat: write error\n");
      exit();
    }
  }
  if(n < 0){
    printf(1, "cat: read error\n");
    exit();
  }
}

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

  if(argc <= 1){
    cat(0);
    exit();
  }

  for(i = 1; i < argc; i++){
    if((fd = open(argv[i], 0)) < 0){
      printf(1, "cat: cannot open %s\n", argv[i]);
      exit();
    }
    cat(fd);
    close(fd);
  }
  exit();
}

具体来说，cat功能，首先调用open()函数，返回一个文件描述符，将该文件描述符号传递到read()函数，依次读出512字节的文件内容，将该内容通过write()函数输出到终端，知道文件内容全部读完。再调用close()函数，关闭文件读取。算是一个相对复杂的命令实现。

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