Bash源码分析

Posted 2021-05-02 云开源

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引言

Bash这个程序作为一个linux的用户，用的实在太频繁了，但一般局限于会用就结束了，一直没机会研究bash本身的原理。因工作需要，调试一个bash的cpu冲高问题，趁此机会对bash的源码做了一些研究，希望能对大家有点帮助。

 linux的各种主流shell介绍

现在一般使用的shell有sh，bash和csh这几种，我们这里主要说的是bash，其他shell的源代码逻辑也差不多。

bash使用到的主要数据结构介绍

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COMMAND

COMMAND是所有数据结构的纲，从这里可以看出一个bash实际能执行的语句有14种，分别位for，case，while，fi，connection，simple_com，function，group，select，arith，cond，arith_for，subshell，coproc，其中select，arith，cond，arith_for这4个命令需要打开对应的编译开关之后才能执行。

除了下面的这个union外，另外几个属性分别对应命令类型，行号和执行环境控制参数。其中控制参数有很多，每个控制参数占用一个bit位，包括是否启动子shell，是否忽略exit值等。

这些flag可以在bash启动shell脚本时设置，或者在shell脚本内部调用set指令来设置，一般用户不怎么关注，高阶用户可以看看：

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FOR_COM

FOR_COM对应的shell语句是for name in map_list; do action; done

从结构体定义可以看出，除了和COMMAND相同的flags和行号外，for语句是有一个变量名，一个列表和一个递归的COMMAND组成的，实际for循环执行过程中也是将列表中的每个元素拿出来赋值给变量名，并执行action中的脚本段。

从这里的flags，可以看出，每条命令的flags是可以单独设置的，本条命令设置的控制参数可以不影响其他命令的控制参数。

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CASE_COM

对照下面的脚本，可以看出，先判断一个变量，变量判断晚走到复合语句clauses，注意clause最终实现的时候是一个单向链表，链表中每个元素由一个样式的列表和一个执行体action来组成。

bash脚本的执行过程分析

一个环境上多个sh的cpu占用达到99%，但实际通过ps看，这个sh并没有带任何参数，如果想要知道这个sh在干什么活，为何会一直冲高，还是gdb调试一下比较靠谱（还有一种可选的方法是不断的敲 cat /proc/*/stack 来反复查看堆栈，多敲敲之后总能抓到几次上下文，其中*换成对应进程的pid）。

通过下面的调试，可以看到当前执行是一个简单命令(cm_simple)，通过p *command-＞value-＞Simple-＞words-＞word 看到当前执行的简单命令在字符串是true。

重新运行，可以看到又跑到了一个简单命令，其命令是"i=i+1"（汗）。

通过shell的进程号，查询进程的上下文，发现是从另外一个虚机链接过来的ssh，咨询环境负责人，该虚机是跑测试用例的，之前跑的测试用例不知道为何没有正常停止，测试用例确实就是简单的一行命令：

未完待续……