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PROJET C & SYSTÈME

L3 Informatique

Il est important de bien lire le sujet jusqu'au bout et de bien y réfléchir avant de se lancer dans la programmation du projet.

Sujet : mpsh, aka mon petit shell

Le but de ce projet est de vous faire écrire un interpréteur de commandes (connu également sous le nom de shell). Dans le reste de l'énoncé, nous appellerons ce shell mpsh.

Le shell mpsh fonctionnera comme les shells les plus courants : une invite de commande attendra la demande de l'utilisateur, puis y répondra. Cette demande prendra la forme d'une combinaison de commandes simples et d'éventuelles redirections, une commande simple étant soit une affectation de variable, soit une commande (interne à mpsh ou externe), soit un alias, suivi d'éventuelles options et d'éventuels arguments. Les combinaisons possibles de commandes et les redirections sont détaillées dans la partie Enchaînements de commandes et redirections ci-dessous.

mpsh est un shell assez élémentaire, mais un utilisateur habituel d'un shell usuel comme bash doit pouvoir s'en servir sans difficulté ; on vous demande en particulier de respecter les points suivants :

• le shell mpsh doit supporter les références de fichiers relatives et absolues ;
• les commandes sur mpsh sont toutes lancées en avant-plan ;
• les commandes externes qui fonctionnent sous les shells usuels doivent continuer à fonctionner sous mpsh (et on ne vous demande évidemment pas de les réécrire).

À son lancement, mpsh devra lire, s'il existe, le fichier de configuration ~/.mpshrc. La description des informations contenues dans ce fichier apparaît répartie à plusieurs endroits dans la suite du sujet.

Pour chaque fonctionnalité demandée ci-dessous, merci de coller au plus près avec les notations de bash, cela permettra des tests plus rapides de vos programmes.

Fonctionnalités

Nous décrivons ici les fonctionnalités de votre shell. Certaines seront implémentées comme commandes internes, d'autres comme commandes externes, à vous de décider. Pour vous faire une idée, vous pouvez consulter la liste des commandes internes de bash à la page du manuel de bash-builtins, et celle de zsh à la page du manuel de zshbuiltins. Vous avez le droit d'utiliser des commandes externes qui existent déjà sur les ordinateurs des salles de TP de l'UFR si cela fonctionne.

Les fonctionnalités qu'on doit pouvoir utiliser avec mpsh sont les suivantes (les arguments optionnels pour une commande sont spécifiés entre crochets [ ]; quand l'action d'une option n'est pas précisée, c'est qu'elle correspond à la même option que la commande courante) :

• alias [name=value] : affiche les alias ou met en place un alias
• cat ref : affiche le contenu de la référence
• cd [dir] : change le répertoire courant
• echo $var : affiche la valeur de la variable var
• exit [n] : permet de sortir du shell avec la valeur de retour n si n est spécifié, la valeur de retour de la dernière commande lancée sinon
• export var[=word] : exporte une variable ( i.e. la transforme en variable d'environnement)
• history [n] :
  • sans argument, affiche la liste numérotée de l'historique des commandes,
  • avec un argument n entier positif, relance la commande dont le numéro dans la liste est n,
  • avec un argument -n entier négatif, fixe à n le nombre de commandes enregistrées dans l'historique.
• ls [ref] : liste le contenu d'un répertoire (le répertoire courant en l'absence d'arguments)
• mkdir [-p] ref : crée un nouveau répertoire
• pwd : affiche la référence absolue du répertoire courant
• type name [name ...] : indique comment chaque nom est interprété (comme alias, commande interne ou commande externe) s'il est utilisé pour lancer une commande
• umask mode : met en place un masque pour les droits
• unalias name : supprime un alias

Variables

mpsh doit gérer les variables : on doit pouvoir en définir, afficher les variables existantes et spécifier qu'une variable n'existe plus ; de plus l'export de variables doit être supporté.

La gestion des variables suivantes vous est imposée :

• ? donne la valeur de retour de la dernière commande lancée.

• INVITE contient le format du texte affiché par l'invite de commande de mpsh ; il y a une invite par défaut, mais l'utilisateur doit pouvoir définir le format de l'invite dans son fichier de configuration ~/.mpshrc (équivalent de la variable PS1 en bash).

• CHEMIN est une variable d'environnement qui joue le rôle de la variable PATH en bash : CHEMIN est une suite de références de répertoires espacées par deux points ( :) ; lorsque l'utilisateur lance une commande qui n'est ni un alias, ni une commande interne, l'exécutable doit être cherché dans les répertoires listés par CHEMIN (l'alias, puis la commande interne, s'il en existe du nom donné, sont toujours prioritaires dans ce choix). Quand le nom d'un répertoire listé dans CHEMIN est suivi de //, alors la recherche de l'exécutable est faite dans toute la sous-arborescence. C'est le premier exécutable trouvé par la recherche d'exécutable qui doit être exécuté (dans le cas de sous-arborescences, l'ordre de visite des fichiers n'est pas imposé).
  Par exemple, si on définit CHEMIN=~/bin//:/bin, le lancement de la commande ls doit amener mpsh à vérifier dans l'ordre (en s'arrêtant dès que c'est possible) : s'il y a un alias ls, s'il y a une commande interne ls, s'il y a une commande ls dans l'arborescence de racine ~/bin, s'il y a une commande /bin/ls. Si aucune de ces recherches n'aboutit, mpsh doit afficher un message d'erreur.

Enchaînements de commandes et redirections

On veut pouvoir enchaîner des commandes avec les connecteurs logiques "et" (&&) et "ou" (||). L'évaluation doit se faire de façon paresseuse, c'est-à-dire que l'exécution de la deuxième commande est conditionnée au résultat de l'exécution de la première. Les enchaînements d'un nombre quelconque de commandes doivent être possibles. On supposera pour simplifier que le parenthésage se fait implicitement de droite à gauche.

mpsh doit gérer les redirections d'entrée (<), de sortie (>) et de sortie erreur (2>), et permettre l'enchaînement de commandes par tubes (|).

Il n'est pas demandé de pouvoir combiner sur une même ligne de commande des connecteurs logiques et des redirections.

Conventions syntaxiques

Pour simplifier la lecture d'une ligne de commande, on suppose que les caractères utilisés dans une ligne de commande sont soit des espaces, soit de type alphanumérique, soit un des caractères suivants :

. _ $ / ~ - = ? : > < | &

L'espace servira uniquement et systématiquement à séparer deux éléments différents de la ligne de commande (attention : une affectation de variable est considérée comme un unique élément, donc pas d'espaces autour du signe =). On ne vous demande pas de gérer un caractère d'échappement (en conséquence on suppose qu'aucun fichier ne contient d'espace dans son nom par exemple). Le caractère $ correspond toujours à l'évaluation de la variable dont le nom suit ce caractère.

Complétions automatiques

mpsh doit supporter la complétion automatique par tabulation : la frappe du caractère TAB après un début de chaîne de caractères (éventuellement vide) doit compléter la ligne courante de manière vraisemblable :

• si l'utilisateur est en train d'écrire une commande, une suite vraisemblable doit mener au plus long préfixe possible de nom de commande (s'il en existe),
• si l'utilisateur est en train d'écrire une référence de fichier, une suite vraisemblable doit mener au plus long préfixe possible de référence de fichier (au sens large et s'il en existe).

En particulier, l'utilisateur doit pouvoir définir dans son fichier de configuration ~/.mpshrc quelles extensions sont liées à une commande particulière. On peut imaginer par exemple, et sans que ce format ne soit imposé, que la présence de la ligne

complete gcc c

dans le fichier ~/.mpshrc signifie que la complétion automatique à la suite de la commande gcc ne propose que les références de fichiers ayant .c pour suffixe et les éventuels sous-répertoires du répertoire courant.

Pour implémenter les complétions automatiques, et de façon générale pour gérer l'édition de la ligne de commande, nous vous recommandons vivement d'utiliser la librairie readline fournie par GNU. Cette librairie est documentée sur internet, par exemple sur le site du MIT. Voici un exemple minimal d'utilisation de la librairie :

#include <stdio.h>
#include <readline/readline.h>
#include <readline/history.h>

int main() {
  while(1){
    char *s = readline("mon prompt>>");
    traitement_ligne_de_commande(s);
    free(s);
  }
  return 0;
}

Un exemple plus complexe qui met en place une complétion automatique différente de celle qui vous est demandée : ex_completion.c.

La compilation d'un programme utilisant la librairie readline se fait en explicitant le lien à cette librairie grâce à l'option -lreadline de gcc (dans un Makefile, vous pouvez passer par la définition de LDLIBS = -lreadline).

Modalités de rendu

Le projet est à faire par équipes de 2 ou 3 étudiants. Aucune exception ne sera tolérée. La composition de chaque équipe devra être envoyée par mail aux enseignants de cours d'amphi de C et de systèmes au plus tard le 2 novembre 2018, avec copie à chaque membre de l'équipe.

Chaque équipe doit créer un dépôt git privé sur le gitlab de l'UFR dès le début de la phase de codage et y donner accès en tant que Reporter à tous les enseignants des cours de C et Système : Wieslaw Zielonka, Roberto Amadio, Benjamin Bergougnoux, Constantin Enea et Alexandre Nolin pour C ; Ines Klimann, Pierre Letouzey et Dominique Poulalhon pour Système. Le dépôt devra contenir un fichier equipe donnant la liste des membres de l'équipe (nom, prénom, numéro étudiant et pseudo(s) sur le gitlab).

Nous vous fournirons un programme pour tester des fonctionnalités élémentaires de votre projet (essentiellement le contenu des parties Fonctionnalités et Enchaînements de commandes et redirections). Si votre projet ne peut réaliser ce minimum, il sera considéré comme vide et entraînera la note 0. Attention : c'est un minimum pour une note positive, pas pour une note au-dessus de la moyenne.

Bien traiter ce qui est explicitement demandé dans cet énoncé suffira pour obtenir une très bonne note, il n'est pas utile d'en faire plus à cette fin. Ce n'est pas interdit non plus, mais il est important de vous assurer que le minimum fonctionne et est programmé dans les règles de l'art.

Votre shell mpsh doit fonctionner sur les ordinateurs des salles de TP de l'UFR (2031 et 2032). Le programme doit compiler avec les options -Wall (sans avertissement) et -g de gcc et doit pouvoir être lancé quel que soit le répertoire courant, avec la commande mpsh, sous votre shell habituel et sous mpsh.

En plus du programme demandé, vous devez fournir un Makefile utilisable et des descriptions de toutes les commandes que vous avez implémentées, sous une mise en page semblable à une page de manuel (mais on ne vous demande pas que ce soit consultable grâce à la commande man).

En cas de question et si la réponse n'est pas contenue dans le présent document, merci de poser la question sur le forum moodle dédié du cours de systèmes. Seules les réponses postées sur ce forum feront foi au moment de la soutenance.

Les seules interdictions strictes sont les suivantes : plagiat (d'un autre projet ou d'une source extérieure à la licence), utilisation de la fonction system de la stdlib.

Soutenances

La soutenance se fera à partir du code contenu sur le gitlab. Elle aura vraisemblablement lieu pendant la semaine de rentrée de janvier, la date précise sera ultérieurement affichée sur moodle.