SHELL(bash)脚本编程七：源码简析

本文对bash的源码(版本：4.2.46(1)-release)进行简要分析。

数据结构

bash是用C语言写成的，其源码中只使用了少量的数据结构：数组，树，单向链表，双向链表和哈希表。几乎所有的bash结构都是用这些基本结构实现的。

源码中最主要的结构都定义在根目录下头文件command.h中。

单词

bash在不同阶段传输信息并处理数据单元的数据结构是WORD_DESC：

typedef struct word_desc {
  char *word;       /* Zero terminated string. */
  int flags;        /* Flags associated with this word. */
} WORD_DESC;

WORD_DESC表示一个单词，字符指针word指向一个以\0结尾的字符串，整型成员flags定义了该单词的类型。
当前源码中定义了二十多种单词类型，如W_HASDOLLAR表示该单词包含扩展字符$，W_ASSIGNMENT表示该单词是一个赋值语句，W_GLOBEXP表示该单词是路径扩展(通配符扩展)之后的结果等等。

单词被组合为简单的链表WORD_LIST：

typedef struct word_list {
  struct word_list *next;
  WORD_DESC *word;
} WORD_LIST;

WORD_LIST在shell中无处不在。一个简单的命令就是一个单词列表，展开结果同样是一个单词列表，内置命令的参数还是一个单词列表。

重定向

结构REDIRECT描述了一条命令的重定向链表，包含指向下一个REDIRECT对象的next指针：

typedef struct redirect {
  struct redirect *next;    /* Next element, or NULL. */
  REDIRECTEE redirector;    /* Descriptor or varname to be redirected. */
  int rflags;           /* Private flags for this redirection */
  int flags;            /* Flag value for `open'. */
  enum r_instruction  instruction; /* What to do with the information. */
  REDIRECTEE redirectee;    /* File descriptor or filename */
  char *here_doc_eof;       /* The word that appeared in <<foo. */
} REDIRECT;

整型成员flags定义了目标文件打开方式。
重定向描述符redirector的类型是一个联合体REDIRECTEE：

typedef union {
  int dest;         /* Place to redirect REDIRECTOR to, or ... */
  WORD_DESC *filename;      /* filename to redirect to. */
} REDIRECTEE;

instruction是枚举型变量r_instruction，它定义了一个重定向的类型：

enum r_instruction {
  r_output_direction, r_input_direction, r_inputa_direction,
  r_appending_to, r_reading_until, r_reading_string,
  r_duplicating_input, r_duplicating_output, r_deblank_reading_until,
  r_close_this, r_err_and_out, r_input_output, r_output_force,
  r_duplicating_input_word, r_duplicating_output_word,
  r_move_input, r_move_output, r_move_input_word, r_move_output_word,
  r_append_err_and_out
};

在REDIRECTEE中，如果重定向类型是ri_duplicating_input或者ri_duplicating_output则使用整型成员dest(如果其值为负则表示错误的重定向)，否则使用结构指针成员filename。
REDIRECT结构中的字符指针成员here_doc_eof，指定了重定向类型为Here Document(见这里)。

命令

命令COMMAND结构描述一条bash命令，对于复合命令，其内部可能还包含有其他命令：

typedef struct command {
  enum command_type type;   /* FOR CASE WHILE IF CONNECTION or SIMPLE. */
  int flags;            /* Flags controlling execution environment. */
  int line;         /* line number the command starts on */
  REDIRECT *redirects;      /* Special redirects for FOR CASE, etc. */
  union {
    struct for_com *For;
    struct case_com *Case;
    struct while_com *While;
    struct if_com *If;
    struct connection *Connection;
    struct simple_com *Simple;
    struct function_def *Function_def;
    struct group_com *Group;
#if defined (SELECT_COMMAND)