`/proc/self/environ` 在某些 shell 中的奇怪行为；到底是怎么回事？

Question

我使用的是 Debian GNU/Linux 9。我知道它/proc很特别，我知道什么/proc/self是.

这个命令

sh -c '/bin/cat /proc/self/comm - </proc/self/comm'

产量

cat
sh

如果我使用dash而不是sh. 但是用bash,ksh或者zsh结果是

cat
cat

以/proc/self/stat代替/proc/self/comm我可以证实这两个cat-s其实都是同一个过程。显然，引擎盖下的外壳不同，没关系。现在让我们采取

sh -c '/bin/cat /proc/self/environ - </proc/self/environ'

看了上面的，sh还是dash期待看到cat第一个的环境，后面的shell的环境。它似乎有效（无论如何，两种环境很可能是相同的，因此很难判断一切是否按预期工作，但我的观点是：两者都不environ是空的）。

用bash,ksh或者zsh我希望看到cat两次的环境，但它只打印一次。分为两种不同的情况：

• bash -c '/bin/cat - </proc/self/environ'什么都不打印，好像environ是空的；
• bash -c '/bin/cat /proc/self/environ' 打印出预期的东西。

到底是怎么回事？comm或不是这种情况stat。为什么environ不同？

$ uname -a
Linux barbaz 4.9.0-6-amd64 #1 SMP Debian 4.9.88-1 (2018-04-29) x86_64 GNU/Linux

Answer 1

外壳之间的差异是由于流程设置的差异造成的。dash在 fork 之前设置重定向，所以/proc/self指向 shell；bash并zsh在fork后设置它们，所以/proc/self指向新的过程。你可以看到这种情况发生strace -f：

• strace -f dash -c '/bin/cat /proc/self/comm - </proc/self/comm' 显示（以及许多其他内容）

    open("/proc/self/comm", O_RDONLY)       = 3
    fcntl(0, F_DUPFD, 10)                   = 10
    close(0)                                = 0
    fcntl(10, F_SETFD, FD_CLOEXEC)          = 0
    dup2(3, 0)                              = 0
    close(3)                                = 0
    clone(child_stack=NULL, flags=CLONE_CHILD_CLEARTID|CLONE_CHILD_SETTID|SIGCHLD, child_tidptr=0x7f12581299d0) = 7743
    strace: Process 7743 attached
    [pid  7742] wait4(-1,  <unfinished ...>
    [pid  7743] execve("/bin/cat", ["/bin/cat", "/proc/self/comm", "-"], [/* 43 vars */]) = 0
  

  (/proc/self/comm在clone系统调用之前打开，这是进程分叉的地方)；

• strace -f bash -c '/bin/cat /proc/self/comm - </proc/self/comm' 显示

    clone(child_stack=NULL, flags=CLONE_CHILD_CLEARTID|CLONE_CHILD_SETTID|SIGCHLD, child_tidptr=0x7fb506bdee10) = 8106
    strace: Process 8106 attached
    [... snip a ton of signal-handling setup ...]
    [pid  8106] open("/proc/self/comm", O_RDONLY) = 3
    [pid  8106] dup2(3, 0)                  = 0
    [pid  8106] close(3)                    = 0
    [pid  8106] execve("/bin/cat", ["/bin/cat", "/proc/self/comm", "-"], [/* 43 vars */]) = 0
  

  （调用/proc/self/comm后打开clone，在子进程中，8106）。

理解为什么environ显示为空需要更多的解释。当/proc/<pid>/environ被打开时，内核会保存一份指向任务的 指针的副本mm_struct，其中包含指向环境的指针。但是execve，用于启动cat进程的 ，为进程创建了一个新mm_struct的。因此，重定向最终指向过时的信息，并且在cat读取其输入时，它看不到其真实环境。它确实看到的环境应该是其父级的副本，但所涉及的 shell 在分叉和设置新环境（由 设置execve）之前对其进行清理。