shell解析命令列的過程以及eval命令，shelleval

shell解析命令列的過程以及eval命令，shelleval

本文說明的是一條linux命令在執行時大致要經過哪些過程？以及這些過程的大致順序。

1.1 shell解析命令列

shell讀取和執行命令時的大致操作過程如：

以執行以下命令為例：

echo -e "some files:" ~/i* "\nThe date:$(date +%F)\n$name's age is $((a+4))" >/tmp/a.log

假設在執行該命令前，已賦值變數"name=longshuai"和"a=24"，於是重新導向到/tmp/a.log中的結果為：

some files: /root/inotify.sh /root/inotify.sh.oriThe date:2017-08-14longshuai's age is 28

(1).讀取輸入的命令列。

(2).解析引用並分割命令列為各個單詞，各單詞稱為token。其中重新導向所在的token會被儲存下來，直到擴充步驟(5)結束後才進行相關處理，如進行擴充、截斷檔案等。

shell中有3種引用方式：反斜線引用、單引號引用和雙引號引用。

◇ 反斜線轉義：使得元字元變為普通的字面字元。但這隻能對反斜線後一個字元進行轉義。

◇ 單引號引用：單引號內的所有字元全部變為字面符號符號。但注意：單引號內不能再使用單引號，即使使用了反斜線轉義也不允許。

◇ 雙引號引用：使雙引號內所有字元變為字面符號，但"\"、"$"、"`"(反引號)除外，如果開啟了"!"引用曆史命令時，則驚嘆號也除外。

解析引用後，於是就可以將命令列進行單詞分割，分割後的每一部分都稱為一個token。分隔時，不僅分割單個命令，還分割命令列表，所以分隔字元包括：空格、tab、分號、管道符號、&、&&、||、重新導向符號、圓括弧等。

於是上述命令分割為以下幾個token：

如果分割時發現了管道符號，或者是命令列表等組合了多個命令的情況，則每個命令都的token都相互獨立。

(3).檢查命令列結構。主要檢查是否有命令列表、是否有shell編程結構的命令，如if判斷命令、迴圈結構的for/while/select/until，這些命令屬於保留關鍵字，需要特殊處理。

(4).對第一個token進行別名擴充。如果檢查出它是別名，則擴充後回到(2)再次進行token分解過程。

(5).進行各種擴充。擴充順序為：大括弧擴充；波浪號擴充；參數、變數和命令替換、算術擴充(如果系統支援，此步還進行進程替換)；單詞拆分；檔案名稱擴充。

不同引號的引用方式，將改變擴充的起始步驟，正如所畫，沒有任何引號時將從頭到尾全部擴充，使用單引號時將完全不會進行任何擴充，使用雙引號時將從變數替換開始繼續擴充。

①大括弧擴充：如/tmp/{a,b}.log擴充為/tmp/a.log和/tmp/b.log。

②波浪號擴充：擴充為家目錄。如root使用者下的~/.ssh擴充為/root/.ssh。

③變數擴充：即操作和替換變數值。如$a替換為它的值24，${name:-longshuai}替換為longshuai。

④命令替換：此過程將執行命令替換中的命令，並將結果替換到token的對應位置處。

⑤進程替換：將進程的執行結果替換到對應位置。類似於命令替換。替換格式為"<(cmd_list)"和">(cmd_list)"，例如"cat <(cat /etc/hosts)"。redhat系列應該都支援進程替換。

⑥算術擴充：計算算術值，並將計算結果替換到對應位置處。例如$((a+4))替換為28。

經過以上幾種擴充後，得到如下結果：

⑦單詞拆分：掃描變數擴充、命令替換和算術擴充的結果，對非引號內的結果按照$IFS的值對這些結果進行單詞分割。

注意，如果沒有進行擴充，或者擴充結果使用引號包圍了，則不會進行此步的單詞拆分。

預設情況下，$IFS值為"   \t\n"，所以擴充結果中每遇到空格、定位字元、分行符號都將被分割為兩個單詞。

這一步其實很容易犯錯，典型的是test命令。例如變數name="Ma longshuai"，則test $name == "longshuai"將報錯，因為變數擴充後該語句變為test Ma longshuai == "longshuai"，由於是變數替換，所以隨後進行單詞拆分，使得Ma和longshuai被拆分為兩個單詞，但實際上它們共同組成變數name的值。

所以，為了正確操作變數替換和命令替換，盡量將它們使用引號包圍。例如test "$name" == "longshuai"，這時將不會進行單詞拆分。

⑧檔案名稱擴充：對每個token進行搜尋，將搜尋"*"、"?"和"["符號，搜尋到了將進行檔案名稱擴充。例如將上面的"/root/i*"擴充為"/root/inotify.sh /root/inotify.sh.ori"。

(6).引號去除。經過上面的過程，該擴充的都擴充了，不需要的引號在此步就可以去掉了。

所以得到如下結果。

(7).搜尋和執行命令。

單詞分割後，複雜的命令列將由各個簡單命令結構組成。於是可以搜尋每個簡單命令結構的第一個token中的命令，同時還帶有一系列命令選項。例如上面的"echo"和"-e"。

如果命令中不含任何斜杠：

①則先判斷是否有此名稱的shell function存在，如果有則調用它，否則進行下一步搜尋。

②判斷該命令是否為bash內建命令，如果是則執行它，否則進行下一步搜尋。

③從$PATH的路徑下搜尋該命令，如果搜尋到了，則執行，否則報錯。

如果命令中包含一個或多個斜杠，則進行相對路徑擴充、絕對路徑尋找，找到了則執行，否則報錯。

(8).返回退出狀態代碼。

1.2 eval命令

正常情況下，當搜尋到命令時將會執行命令，但如果搜尋到的命令為eval時，則處理方式有所不同。

它的文法格式為：

eval command arguments

按照前文所述shell解析過程，將最終得到eval command和一系列擴充後的選項、參數，當搜尋命令時，搜尋到的結果為eval命令，於是eval命令將除了eval命令(以及eval的選項)的所有token再次傳遞給shell進行二次解析。但重新導向所在token除外，因為重新導向token早已被shell儲存下來，所以不會再次截斷檔案。

也就是說，"command arguments"被當作eval命令的參數，被傳遞給shell進行解析、執行。

執行過程如所示：

使用樣本來說明：

[root@xuexi ~]# a=24;name='long$a'     # 注意，使用的是單引號，禁止$a被擴充

如果直接執行echo $name，則結果為"long$a"，但如果執行eval echo $name，結果將是"long24"。

[root@xuexi ~]# eval echo $namelong24

首先shell按照正常過程解析，在變數替換時由於使用了單引號，所以$name第一次變數替換的結果為"long$a"，直到命令搜尋時發現搜尋到的命令是eval命令，執行eval命令，該命令將其參數"echo long$a"再次傳遞給shell，相當於在標準輸入中輸入了"echo long$a"，於是shell進行二次解析，這次的變數替換將$a替換為24，最後搜尋命令發現是echo命令，於是最終得到"long24"。

關於eval，更多的用法是間接變數$$var的用法，在bash shell中需要在第一個$前加上反引號，即\$$var，這麼做的原因是顯然的：防止第一次shell解析時被當作特殊變數"$$"被擴充。

[root@xuexi ~]# a=b[root@xuexi ~]# b=haha[root@xuexi ~]# eval echo \$$ahaha

 

註：本文並非一定準確，只是根據man bash總結而來。如有錯誤，請明確指出。多謝

 

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