为什么某些 shell 内置的 `read` 无法从 `/proc` 中的文件中读取整行？

Question

在一些类似Bourne shell中，read内建无法读取从文件中的整条生产线/proc（该命令下面应当运行zsh，替换$=shell与$shell其他shell）：

$ for shell in bash dash ksh mksh yash zsh schily-sh heirloom-sh "busybox sh"; do
  printf '[%s]\n' "$shell"
  $=shell -c 'IFS= read x </proc/sys/fs/file-max; echo "$x"'       
done
[bash]
602160
[dash]
6
[ksh]
602160
[mksh]
6
[yash]
6
[zsh]
6
[schily-sh]
602160
[heirloom-sh]
602160
[busybox sh]
6

read标准要求标准输入必须是一个文本文件，这个要求会导致不同的行为吗？

---

阅读文本文件的POSIX定义，我做了一些验证：

$ od -t a </proc/sys/fs/file-max 
0000000   6   0   2   1   6   0  nl
0000007

$ find /proc/sys/fs -type f -name 'file-max'
/proc/sys/fs/file-max

的NUL内容中没有字符/proc/sys/fs/file-max，并将其find报告为常规文件（这是错误find吗？）。

我猜外壳在引擎盖下做了一些事情，比如file：

$ file /proc/sys/fs/file-max
/proc/sys/fs/file-max: empty

Answer 1

问题是这些/proc文件在 Linux 上显示为文本文件stat()/fstat()，但行为却并非如此。

因为它是动态数据，所以你只能read()对它们进行一次系统调用（至少对其中的一些）。做不止一个可以让你得到两个不同内容的两个块，所以似乎一秒钟read()对它们来说只是什么都不返回（意味着文件结束）（除非你lseek()回到开头（并且只回到开头））。

该read实用程序需要一次读取一个字节的文件内容，以确保不会读取超过换行符的内容。这就是dash它的作用：

 $ strace -fe read dash -c 'read a < /proc/sys/fs/file-max'
 read(0, "1", 1)                         = 1
 read(0, "", 1)                          = 0

一些 shell 像bash有一个优化，以避免必须做这么多的read()系统调用。他们首先检查文件是否可搜索，如果是，则分块读取，因为他们知道如果他们已经阅读了换行符，他们可以将光标放回换行符之后：

$ strace -e lseek,read bash -c 'read a' < /proc/sys/fs/file-max
lseek(0, 0, SEEK_CUR)                   = 0
read(0, "1628689\n", 128)               = 8

使用bash，对于超过 128 字节大且只能在一个 read 系统调用中读取的 proc 文件，您仍然会遇到问题。

bash-d使用该选项时，似乎也禁用了该优化。

ksh93使优化进一步变得虚假。ksh93read确实会回溯，但会记住它为下一个读取的额外数据read，因此下一个read（或其任何其他读取数据的内置函数，如cat或head）甚至不会尝试读取read数据（即使该数据已被修改）之间的其他命令）：

$ seq 10 > a; ksh -c 'read a; echo test > a; read b; echo "$a $b"' < a
1 2
$ seq 10 > a; sh -c 'read a; echo test > a; read b; echo "$a $b"' < a
1 st

Answer 2

如果你有兴趣知道为什么？就是这样，您可以在此处的内核源代码中看到答案：

    if (!data || !table->maxlen || !*lenp || (*ppos && !write)) {
            *lenp = 0;
            return 0;
    }

基本上，*ppos对于!write作为数字的 sysctl 值的读取（），不会实现搜索（不是 0）。每当从 完成读取时，都会从同一文件中配置表中的条目中调用有/proc/sys/fs/file-max问题的例程 。__do_proc_doulongvec_minmax()file-max

其他条目，例如/proc/sys/kernel/poweroff_cmd通过 proc_dostring()它实现的允许查找，因此您可以dd bs=1对其进行操作并从您的 shell 中读取，没有任何问题。

请注意，自内核 2.6 以来，大多数/proc读取都是通过名为seq_file的新 API 实现的 ，这支持搜索，因此例如读取/proc/stat不应导致问题。在/proc/sys/实施中，我们可以看到，不使用此API。