【Shell】mksh运行分析

news2024/11/19 18:35:02

mksh运行分析

Shell

shell，壳子，即操作系统的壳子。这层壳子套在操作系统上，为用户提供与操作系统的交互手段。
操作系统的交互方式一般有，图形化交互(GUI)和命令行交付(CLI,command-line interface)。

  • 套在操作系统上的壳子
    在这里插入图片描述

Android系统中使用了一款叫mksh的shell程序，用于交互式的命令解释器。

  • init.rc中定义了名为"console"的service，service对应的可执行程序是sh这个二进制，这个二进制程序由 exteranl/mksh/Android.bp定义。
service console /system/bin/sh
    class core
    console
    disabled
    user shell
    group shell log readproc
    seclabel u:r:shell:s0
    setenv HOSTNAME console

mksh

mksh是一款开源的命令解释器(shell)，aosp中的源码路径是external/mksh，编译后会在/system/bin下生成 "sh"可执行程序，init.rc中配置了开机启动这个二进制程序。当"sh"启动后，终端工具上就会出现我们常知的命令解释器，可以输入shell命令进行操作。

  • 如果在rc中注释掉/system/bin/console，就无法通过命令行形式操作系统。

接下来以mksh接受终端输入命令(如:ls)的角度分析mksh的源码。

  • 启动入口：main.c, main入口中调用函数main_init初始化mksh的运行环境，如果初始化没有问题，默认走shell函数。
int
main(int argc, const char *argv[])
{
	int rv;
	Source *s;
	struct block *l;

	if ((rv = main_init(argc, argv, &s, &l)) == 0) {
		if (as_builtin) {
			rv = c_builtin(l->argv);
		} else {
			shell(s, 0);
			/* NOTREACHED */
		}
	}
	return (rv);
}
  • main.c: shell函数，根据函数的注释可以了解到，mksh通过这个函数解释从外部设备输入的命令，并且返回结果。这个函数中，通过while(1)循环监听command，当有command输入时，调用complime函数解析commnand.
/*
 * run the commands from the input source, returning status.
 */
int
shell(Source * volatile s, volatile int level)
{
// 省略
while (/* CONSTCOND */ 1) {
		if (trap)
			runtraps(0);

		if (s->next == NULL) {
			if (Flag(FVERBOSE))
				s->flags |= SF_ECHO;
			else
				s->flags &= ~SF_ECHO;
		}
		if (interactive) {
			j_notify();
			set_prompt(PS1, s);
		}
		t = compile(s, sfirst, true);
	// 省略
	}
}
  • sync.c: compile->yyparse->c_list->andor->pipeline->get_command->tpeek->yylex，上述为函数调用关系。
struct op *
compile(Source *s, bool skiputf8bom, bool doalias)
{
	nesting.start_token = 0;
	nesting.start_line = 0;
	herep = heres;
	source = s;
	if (skiputf8bom)
		yyskiputf8bom();
	yyparse(doalias);
	return (outtree);
}

static void
yyparse(bool doalias)
{
	int c;

	ACCEPT;

	outtree = c_list(doalias ? ALIAS : 0, source->type == SSTRING);
	c = tpeek(0);
	if (c == 0 && !outtree)
		outtree = newtp(TEOF);
	else if (!cinttype(c, C_LF | C_NUL))
		syntaxerr(NULL);
}

static struct op *
c_list(int sALIAS, bool multi)
{
	struct op *t = NULL, *p, *tl = NULL;
	int c;
	bool have_sep;

	while (/* CONSTCOND */ 1) {
		p = andor(sALIAS);
		// 省略
	}
}

static struct op *
andor(int sALIAS)
{
	struct op *t, *p;
	int c;

	t = pipeline(0, sALIAS);
	if (t != NULL) {
		while ((c = token(0)) == LOGAND || c == LOGOR) {
			if ((p = pipeline(CONTIN, sALIAS)) == NULL)
				syntaxerr(NULL);
			t = block(c == LOGAND? TAND: TOR, t, p);
		}
		REJECT;
	}
	return (t);
}

static struct op *
pipeline(int cf, int sALIAS)
{
	struct op *t, *p, *tl = NULL;

	t = get_command(cf, sALIAS);
	if (t != NULL) {
		while (token(0) == '|') {
			if ((p = get_command(CONTIN, sALIAS)) == NULL)
				syntaxerr(NULL);
			if (tl == NULL)
				t = tl = block(TPIPE, t, p);
			else
				tl = tl->right = block(TPIPE, tl->right, p);
		}
		REJECT;
	}
	return (t);
}


static struct op *
get_command(int cf, int sALIAS)
{
// 省略
switch (tpeek(cf)) {
		// 省略
}

#define tpeek(cf)	((reject) ? (symbol) : (REJECT, symbol = yylex(cf)))
  • lex.c: yylex->getsc_bn->getsc__->getsc_line->xread。
#define o_getsc()	(*source->str != '\0' && *source->str != '\\' && \
			    !backslash_skip ? *source->str++ : getsc_bn())

#define getsc()		getsc_r((unsigned int)(unsigned char)o_getsc())

/* optimised getsc_uu() */
#define	o_getsc_u()	((*source->str != '\0') ? *source->str++ : getsc_uu())

int
yylex(int cf)
{
    // 省略
	if (cf & ONEWORD)
	    // 省略
	else if (cf & LETEXPR) {
        // 省略
	} else {
		/* normal lexing */
		state = (cf & HEREDELIM) ? SHEREDELIM : SBASE;
		do {
			c = getsc();
		} while (ctype(c, C_BLANK));
		if (c == '#') {
			ignore_backslash_newline++;
			do {
				c = getsc();
			} while (!ctype(c, C_NUL | C_LF));
			ignore_backslash_newline--;
		}
		ungetsc(c);
	}
    // 省略
}

static int
getsc_bn(void)
{
	int c, c2;

	if (ignore_backslash_newline)
		return (o_getsc_u());

	if (backslash_skip == 1) {
		backslash_skip = 2;
		return (o_getsc_u());
	}

	backslash_skip = 0;

	while (/* CONSTCOND */ 1) {
	    // 调用的是 getsc_uu
		c = o_getsc_u();
		if (c == '\\') {
			if ((c2 = o_getsc_u()) == '\n')
				/* ignore the \newline; get the next char... */
				continue;
			ungetsc_i(c2);
			backslash_skip = 1;
		}
		return (c);
	}
}

static int
getsc_uu(void)
{
	Source *s = source;
	int c;

	while ((c = ord(*s->str++)) == 0) {
		/* return 0 for EOF by default */
		s->str = NULL;
		switch (s->type) {
		case SEOF:
			s->str = null;
			return (0);

		case SSTDIN:
		case SFILE:
			getsc_line(s);
			break;
		// 省略
    }
}

static void
getsc_line(Source *s)
{
    // 省略
#ifndef MKSH_NO_CMDLINE_EDITING
	if (have_tty && (
#if !MKSH_S_NOVI
	    Flag(FVI) ||
#endif
	    Flag(FEMACS) || Flag(FGMACS))) {
		int nread;
        
		nread = x_read(xp);
    }
}
  • edit.c : x_read ->x_emacs->x_e_getc->x_getc。x_getc这个函数使用了STDIN_FILENO，STDIN_FILENO表示标准输入设置，即从标准输入设备循环读取输入的命令，当遇到回车将解释输入的命令。
/*
 * read an edited command line
 */
int
x_read(char *buf)
{
	int i;

	x_mode(true);
	modified = 1;
	if (Flag(FEMACS) || Flag(FGMACS))
		i = x_emacs(buf);
#if !MKSH_S_NOVI
	else if (Flag(FVI))
		i = x_vi(buf);
#endif
	else
		/* internal error */
		i = -1;
	editmode = 0;
	x_mode(false);
	return (i);
}

static int
x_emacs(char *buf)
{
   // 省略
	while (/* CONSTCOND */ 1) {
		x_flush();
		if ((c = x_e_getc()) < 0)
			return (0);
	}
	// 省略
}

static int
x_e_getc(void)
{
	int c;

	if (unget_char >= 0) {
		c = unget_char;
		unget_char = -1;
		return (c);
	}

#ifndef MKSH_SMALL
	if (macroptr) {
		if ((c = (unsigned char)*macroptr++))
			return (c);
		macroptr = NULL;
	}
#endif

	return (x_getc());
}

static int
x_getc(void)
{
#ifdef __OS2__
	return (_read_kbd(0, 1, 0));
#else
	char c;
	ssize_t n;

	while ((n = blocking_read(STDIN_FILENO, &c, 1)) < 0 && errno == EINTR)
		if (trap) {
			x_mode(false);
			runtraps(0);
#ifdef SIGWINCH
			if (got_winch) {
				change_winsz();
				if (x_cols != xx_cols && editmode == 1) {
					/* redraw line in Emacs mode */
					xx_cols = x_cols;
					x_init_prompt(false);
					x_adjust();
				}
			}
#endif
			x_mode(true);
		}
	return ((n == 1) ? (int)(unsigned char)c : -1);
#endif
}
  • misc.c: blocking_read的定义如下。
ssize_t
blocking_read(int fd, char *buf, size_t nbytes)
{
	ssize_t ret;
	bool tried_reset = false;

	while ((ret = read(fd, buf, nbytes)) < 0) {
		if (!tried_reset && errno == EAGAIN) {
			if (reset_nonblock(fd) > 0) {
				tried_reset = true;
				continue;
			}
			errno = EAGAIN;
		}
		break;
	}
	return (ret);
}
  • 函数调用时序图:
    请添加图片描述

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