概要
Rustで簡単なシェルを書きました。 コードは github にあります。
インタラクティブでのみ動作し、リダイレクトとパイプが使えます。
ビルトインコマンドは cd のみ実装されています。
入力
Readline alternativeの linenoise を使ったことがあったので、それに似ている rustyline を使いました。 一行読んでパーサに渡しているだけです。
パース
パーサコンビネータの nom を使いました。 だいたい以下のような文法です。
arg_list := token+
redir_in := "<" token
redir_trunc := ">" token
redir_append := ">>" token
redir_out := redir_trunc
| redir_append
proc_cdr := arg_list proc_out?
pipe_proc := "|" proc_cdr
proc_out := pipe_proc
| redir_out
proc_car := arg_list
| arg_list proc_out
| arg_list redir_in proc_out?
end_job := eof | ";" | "\n" | "\r"
job := proc_car "&"? end_jobnomを使うと簡単にパーサーが書けるのですが、今回は失敗だったと思っています。
というのも、シェルはリダイレクトの位置に自由度があるからです。
例えば cmd < file0 > file1 は < file0 cmd > file1 とも書けます。
nomでこれに対応するのは面倒なので、今回は cmd0 < file0 > file1 の形式（にパイプを加えたもの）のみ認識するようになっています。
シェルの文法はそんなに難しくないので、パーサーを手書きすれば自由度にうまく対処できたのではないかと思います。
ジョブ実行
ジョブとプロセスの構造は次のようになっています。
プロセスは Input::Pipe, Output::Pipe によって他のプロセスとパイプで繋がり、Input::Redirect, Input::Redirect によってファイルリダイレクションを表しています。
pub(super) struct Job {
process_list: process::Process,
mode: JobMode,
}
pub(crate) struct Process {
argument_list: Vec<String>,
input: Input,
output: Output,
}
pub(crate) enum Input {
Inherit,
Redirect(String),
Pipe,
}
pub(crate) enum Output {
Inherit,
Redirect(OutputRedirect),
Pipe(Box<Process>),
}実行は std::process を使っています。
Process::spawn(), spawn_rec() が Input, Output に従って入出力を設定し、spawn_one() がspawnします。
パイプやリダイレクトから std::process::Stdin を作るには、生のファイルディスクリプタを経由する必要があるようです。
この操作はunsafeになっています。
use std::process as stdproc;
pub(super) fn spawn(&self) -> Result<ChildList> {
let stdin = match self.input {
Input::Inherit => stdproc::Stdio::inherit(),
Input::Redirect(ref file_name) => ...,
Input::Pipe => unreachable!(),
};
self.spawn_rec(stdin)
}
fn spawn_rec(&self, stdin: stdproc::Stdio) -> Result<ChildList> {
let (head, piped) = match self.output {
Output::Inherit => {
let head = self.spawn_one(stdin, stdproc::Stdio::inherit())?;
(head, None)
}
Output::Redirect(ref redir_out) => {
let file = ...;
let head = self.spawn_one(stdin, file)?;
(head, None)
}
Output::Pipe(ref piped) => {
let head = self.spawn_one(stdin, stdproc::Stdio::piped())?;
let stdin = ...;
let piped = piped.spawn_rec(stdin)?;
(head, Some(Box::new(piped)))
}
};
Ok(ChildList { head, piped })
}
fn spawn_one(&self, stdin: stdproc::Stdio, stdout: stdproc::Stdio) -> Result<Child> {
...
stdproc::Command::new(&self.argument_list[0])
.args(&self.argument_list[1..])
.stdin(stdin)
.stdout(stdout)
.spawn()
.map(Child::External)
.map_err(Error::from)
}Future Work: バックグラウンド実行
バックグラウンド実行にも対応しようと思ったのですが、 std::process だけではできず、libcバインディングが必要になるようでした。
バックグラウンド実行くらいは対応しないとシェルを書いたとは言えないですね……。