2024.06.01

MINISHELL

📌 Overview

42Seoul C 기반 간단한 shell 구현

• minishell은 shell을 직접 구현하는 프로젝트입니다.
• 사용자의 명령어를 읽고, 파싱한 뒤, 필요한 프로세스를 생성해 실행합니다.

• 주요 업무
  • command node 기반 실행 구조 구현
  • builtin 명령어 처리
  • pipe, redirection 실행 흐름 처리
  • 환경 변수 linked list 관리
  • process fork, execve, wait 처리
  • signal handler 구성

🧩 Core features

• Prompt 입력: readline() 기반 interactive shell prompt 제공
• 명령어 파싱: command, argument, quote, pipe, redirection 처리
• 환경 변수 확장: $VAR, $? 기반 문자열 치환
• Redirection: <, >, >>, << 처리
• Pipe: command node chain을 기반으로 파이프라인 명령 실행
• Builtin: echo, cd, pwd, export, unset, env, exit 구현
• External Command: PATH 탐색 후 execve()로 외부 명령 실행
• Signal 처리: interactive, child, heredoc 상황별 signal handler 구성

🏗️ System Architecture

• readline()으로 입력을 받은 뒤 parser와 executor를 순차적으로 거
• parser는 ;, |, quote, dollar expansion, redirection 기준으로 해석
• 각 cmd는 t_node linked list에 저장
• executor는 command node 개수와 builtin 여부에 따라
  • 부모 프로세스 실행
  • 또는 fork() 실행을 결정합니다.
• 외부 명령은 환경 변수 list를 배열로 변환한 뒤 execve()에 전달

🚨 Key Decisions & Troubleshooting

command node 기반 실행 구조

• 상황
  • 단일 명령어, redirection 명령어, pipe 명령어를 같은 실행 흐름에서 처리해야 했음
• 구조
  • parser가 각 command를 t_node로 변환
  • t_node는 cmd, path, in_fd, out_fd, prev_errnum, next를 보관
  • pipe로 연결된 명령은 linked list 형태로 저장
• 처리
  • processing()에서 node 개수를 계산
  • node가 하나이면 단일 명령으로 처리
  • node가 여러 개이면 pipe()와 dup2()를 사용해 앞뒤 command를 연결

pipe 연속 생성 시 fd 누수 문제 해결

• 문제
  • pipe가 길게 이어지는 명령을 반복 실행하면 shell이 불안정
  • pipe를 정리하지 않으면, 프로세스가 불필요한 read/write end를 계속 들고 있게 됨
  • 그 결과 pipe 입력 종료가 제대로 전달되지 않거나, 반복 실행 시 fd가 누적되어 실행 흐름이 깨지는 현상 발견
• 해결
  • 현재 cmd와 다음 cmd 사이에 필요한 pipe 하나만 생성하게 정리
  • child process에서는 fd[1] 을 STDOUT 에 dup2() 한 뒤 사용하지 않는 pipe fd를 닫음
  • parent process에서는 fd[0]을 STDIN 에 dup2() 해 다음 cmd의 입력으로 넘기고, 기존 pipe 정리
  • 다음 cmd는 부모의 갱신된 STDIN 을 상속받아 이전 cmd의 출력과 자연스럽게 연결됨
  • pipeline 실행이 끝난 뒤에는 save_stdio()/restore_stdio() 로 shell의 원래 표준 입출력을 복구
• 결과
  • pipe fd를 누적해서 관리하지 않고 한 단계씩 재사용하는 구조
  • 긴 pipe 명령을 반복 실행해도 이전 pipe fd가 남아 다음 실행에 영향을 주지 X

builtin과 외부 명령 실행 분리

• 상황
  • cd, export, unset, exit처럼 shell 상태를 바꾸는 명령은 부모 프로세스에서 처리해야 함
  • 외부 명령은 fork() 이후 child process에서 실행해야 함
• 구조
  • is_builtin()으로 builtin 여부 판별
  • 단일 builtin은 부모 프로세스에서 직접 실행
  • 외부 명령은 find_path()로 실행 경로를 찾은 뒤 execve() 호출
• 지원 builtin
  • echo, cd, pwd, export, unset, env, exit

🔗 Link

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