UNIX — страница 76 из 115

из гл. 5. Вместо того чтобы запускать ее без ограничения времени работы, установите ограничение в часах:

$ timeout -3600 watchfor dmg &

Программа timeout демонстрирует почти все возможности, которые мы обсуждали в последних двух разделах. Создан процесс-потомок, родительский процесс устанавливает будильник и затем ждет, пока потомок завершит работу. Если будильник "зазвенел" первым, потомок уничтожается. Делается попытка вернуть состояние потомка при выходе.

/* timeout: set time limit on a process */
#include 
#include 

int pid; /* child process id */
char *progname;

main(argc, argv)
 int argc;
 char *argv[];
{
 int sec = 10, status, onalarm();

 progname = argv[0];
 if (argc > 1 && argv[1][0] == '-') {
  sec = atoi(&argv[1][1]);
  argc--;
  argv++;
 }
 if (argc < 2)
  error("Usage: %s [-10] command", progname);
 if ((pid=fork()) == 0) {
  execvp(argv[1], &argv[1]);
  error("couldn't start %s", argv[1]);
 }
 signal(SIGALRM, onalarm);
 alarm(sec);
 if (wait(&status) == -1 || (status & 0177) != 0)
  error("%s killed", argv[1]);
 exit((status >> 8) & 0377);
}

onalarm() /* kill child when alarm arrives */
{
 kill(pid, SIGKILL);
}

Упражнение 7.18

Можете ли вы представить, как реализована sleep? Подсказка: pause(2). При каких обстоятельствах (если это вообще возможно) sleep и alarm могли бы помешать друг другу?

Историческая и библиографическая справка

Детального описания реализации системы UNIX не существует отчасти потому, что программа является собственностью фирмы. В статье К. Томпсона "UNIX implementation" (BSTJ, July, 1978) описываются основные идеи. Другие статьи, в которых обсуждаются связанные с UNIX темы, это "The UNIX system — a retrospective" (BSTJ, July, 1978) и "The evolution of the UNIX timesharing system" (Symposium on Language Design and Programming Methodology, Springer — Verlag, Lecture Notes in Computer Science #79, 1979). Обе статьи принадлежат Д. Ритчи.

Программа readslow была разработана П. Вейнбергером как недорогое средство, позволяющее следить за успехами шахматной машины "Белла" К. Томпсона и Дж. Кондона во время шахматных турниров. "Белла" записывала позиции своей игры в файл, а зрители просматривали файл с помощью readslow, не отнимая драгоценного времени у машины. (Новейшая версия "Беллы" лишь небольшую долю вычислений выполняет на основной машине, так что проблема снята.)

На создание spname нас вдохновил Т. Дафф. Статья А. Дархема, Д. Лэмба и Дж. Сакса "Spelling correction in user interfaces" (CACM, October, 1983) представляет иной способ коррекции написания в контексте программы почты.

Глава 8Разработка программ

Первоначально системе UNIX предназначалась роль среды для разработки программ. В настоящей главе мы обсудим некоторые применяемые с этой целью программные средства на примере солидной программы — интерпретатора языка программирования, сравнимого по мощности с Бейсиком. Мы выбрали реализацию языка, потому что возникающие здесь проблемы характерны для больших программ. Более того, многие программы полезно рассматривать как языковые процессоры, преобразующие входной поток определенной структуры в последовательность действий и выходной поток, т. е. мы хотим продемонстрировать вам программные средства разработки языков.

В частности, вашему вниманию предлагаются следующие программы:

• yacc — генератор синтаксических анализаторов; программа, которая по описанию грамматики языка порождает анализатор;

• make — программа, определяющая процесс компиляции сложных программ и управляющая им;

• lex — программа, аналогичная yacc, но создающая лексические анализаторы.

Мы покажем вам приемы разработки программ в несколько этапов — от простого к сложному. Ниже описаны шесть этапов реализации языка, каждый из которых поучителен уже сам по себе. Эти этапы отражают реальный процесс написания программы:

1. Создание калькулятора с четырьмя действиями: +, -, *, / (и со скобками). Калькулятор выполняет операции над числами с плавающей точкой, каждая строка состоит из одного выражения; полученное значение печатается сразу.

2. Добавление переменных с именами от а до z. В этой версии есть также унарный минус и некоторые средства защиты от ошибок.

3. Добавление переменных с именами произвольной длины, встроенных функций для sin, exp и т.п., полезных констант типа π (обозначается как PI) и операции возведения в степень.

4. Внесение внутренних изменений: оператор вычисляется не непосредственно, а порождает код, который впоследствии интерпретируется. Новые возможности не добавляются, но подготавливается переход к п. 5.

5. Добавление структур управления: if-else и while — группирование операторов с помощью и и операции отношений типа >, <= и т.п.

6. Добавление рекурсивных процедур и функций с параметрами, а также операторов для ввода-вывода строк и чисел.

Окончательная версия языка описана в гл. 9 как пример программных средств подготовки документации системы UNIX. В приложении 2 приводится справочное руководство по калькулятору.

Эта глава довольно объемная, поскольку в ней детально рассматривается, как правильно написать нетривиальную программу. Предполагается, что вы знаете язык Си и имеете под рукой экземпляр справочного руководства по системе UNIX (том 2), поскольку просто невозможно объяснить все нюансы. Будьте готовы к тому, что вам придется прочитать главу несколько раз. Окончательная версия полностью представлена в приложении 3. Заметим, кстати, что мы долго спорили из-за имени языка, но так и не придумали подходящее. Остановились на hoc, что означает "калькулятор высокого уровня" (high level calculator).

Его версии соответственно называются hoc1, hoc2 и т.д.

8.1 Этап 1: калькулятор с четырьмя действиями

Прежде всего рассмотрим реализацию hoc1 — программы с такими же возможностями, как и простейший карманный калькулятор, но гораздо менее удобной для переноса. Она выполняет четыре операции: +, -, *, / и, имеет скобки с произвольной глубиной вложенности, чем обладают лишь немногие калькуляторы. Если вы введете выражение и символ RETURN, результат будет напечатан в следующей строке:

$ hoc1
4*3*2
  24
(1+2)*(3+4)
 21
1/2
 0.5
355/113
 3.1415929
-3 - 4
hoc1 : syntax error near line 4 No unary minus yet
$

Грамматика

С появлением формы Бэкуса-Наура, предложенной для Алгола, языки стали описываться с помощью формальной грамматики. Абстрактное описание грамматики hoc1 простое и краткое:

список: выраж \n
 список выраж \n
выраж: NUMBER
 выраж + выраж