程序的退出狀態(tài)

當(dāng)一個(gè)程序結(jié)束時(shí)會(huì)向父進(jìn)程報(bào)告自己的退出狀態(tài)( exit status ). 通過傳遞 int 類型的變量給庫(kù)函數(shù) exit 或系統(tǒng)調(diào)用 _exit 可以設(shè)置當(dāng)前程序的退出狀態(tài), 在 Linux 中, 通過 WEXITSTATUS 返回的退出狀態(tài)的值域?yàn)?[0, 255] 之間的整數(shù) . 如果傳遞的值不在這個(gè)范圍內(nèi), 內(nèi)核會(huì)自動(dòng)幫你強(qiáng)轉(zhuǎn)為 u_int8_t . 通過 waitpid 庫(kù)函數(shù)可以得到子進(jìn)程的退出狀態(tài), 其值存儲(chǔ)在參數(shù) wstatus 的低 8 位中.

// 定義在 wait.h 中
# define WEXITSTATUS(status)  __WEXITSTATUS (status)

// 定義在 waitstatus.h 中
/* If WIFEXITED(STATUS), the low-order 8 bits of the status. */
#define  __WEXITSTATUS(status)  (((status)  0xff00) >> 8)

下面這個(gè)例子展示了如何使用 waitpid 及相關(guān)宏函數(shù)獲取子進(jìn)程的退出狀態(tài):

#include unistd.h>
#include stdlib.h>
#include stdio.h>
#include sys/types.h>
#include sys/wait.h>

#define PARENT_EXIT 10086
#define CHILD_EXIT -10

int main()
{
  pid_t pid = fork();

  if (pid > 0)
  {
    int wstatus;
    // 父進(jìn)程等待子進(jìn)程執(zhí)行完畢, 用 WUNTRACED 選項(xiàng)追蹤已結(jié)束的子進(jìn)程
    pid_t child_pid = waitpid(pid, wstatus, WUNTRACED);

    if (WIFEXITED(wstatus))
      printf("Child exit status: %d\n", WEXITSTATUS(wstatus));
    else
      perror("Bad wait status\n");

    // 父進(jìn)程退出
    exit(PARENT_EXIT);
  }
  else if (pid == 0)
  {
    // 子進(jìn)程立即退出, 因此需要父進(jìn)程設(shè)置 WUNTRACED
    exit(CHILD_EXIT);
  }
  else
  {
    // 處理 fork 時(shí)出現(xiàn)的錯(cuò)誤
    perror("fork\n");
    exit(EXIT_FAILURE);
  }
}

編譯并運(yùn)行上例可以得到被強(qiáng)轉(zhuǎn)后的狀態(tài)碼, 我們使用 WIFEXITED 判斷等待的子進(jìn)程是否執(zhí)行成功, 然后對(duì)執(zhí)行成功子進(jìn)程使用 WEXITSTATUS 獲取其退出狀態(tài). 對(duì)程序來說, 最終的退出狀態(tài)就是主進(jìn)程的退出狀態(tài).

> gcc ecitcode.c;./a.out;echo "Parent exit status: $?"
Child exit status: 246 # -10 強(qiáng)轉(zhuǎn)為 uint8
Parent exit status: 102 # 10086 強(qiáng)轉(zhuǎn)為 uint8

在 POSIX 標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定退出狀態(tài) 0 代表該程序正常退出, 1 代表發(fā)生錯(cuò)誤, 其他數(shù)字由程序自行規(guī)定, 因此在 glibc 的 stdlib.h 中僅定義了如下宏:

#define EXIT_FAILURE  1    /* Failing exit status. */
#define EXIT_SUCCESS  0    /* Successful exit status. */

程序本身一般會(huì)在文檔中事先約定每種退出狀態(tài)代表的退出原因( termination ), 例如在 ls 的幫助文檔中:

> ls --help
...其他內(nèi)容...
Exit status: # 退出狀態(tài)
 0 if OK, # 正常執(zhí)行
 1 if minor problems # 次要問題, 例如: 無法訪問子目錄
 2 if serious trouble # 嚴(yán)重錯(cuò)誤, 例如: 無法訪問命令行參數(shù)
...其他內(nèi)容...

命令的退出狀態(tài)

在 bash 中會(huì)記錄所執(zhí)行命令的退出狀態(tài), 可以通過 $? 獲取最近執(zhí)行的命令的退出狀態(tài). bash 自身的退出狀態(tài)為執(zhí)行的最后一條命令的退出狀態(tài), 也就等價(jià)于顯式指定 exit $? . 如果沒有執(zhí)行任何命令就退出, 則 bash 的退出狀態(tài)為 0 , 要注意在 bash 中用 0 表示 true , 用非零表示 false .

# 用 exit 顯式指定退出狀態(tài)
> bash
> exit 98
exit
> echo $?
98

# 什么也不執(zhí)行則退出狀態(tài)為 0
> bash
exit # Ctrl + D 退出
> echo $?
0

# 默認(rèn)為最后一條命令的退出狀態(tài)
> bash
> ecasd
ecasd: command not found
exit # Ctrl + D 退出
> echo $?
127

在 bash 中對(duì)不同種類命令的退出狀態(tài)作出如下規(guī)定:

內(nèi)置命令: 由于內(nèi)置命令執(zhí)行時(shí)不需要啟動(dòng)額外的子進(jìn)程, 因此需要用返回值模擬退出狀態(tài). 每個(gè)函數(shù)都定義了自己的退出狀態(tài), 例如: 內(nèi)置命令 source 將腳本文件的最后一個(gè)命令的返回狀態(tài)作為命令的返回狀態(tài). bash 中所有的內(nèi)置命令都用退出狀態(tài) 2 表示用法錯(cuò)誤, 例如: 選項(xiàng)錯(cuò)誤, 缺少參數(shù).

> cd -+- # 錯(cuò)誤的參數(shù)
bash: cd: -+: invalid option
cd: usage: cd [-L|[-P [-e]] [-@]] [dir]
> echo $?
2

外部命令: 外部命令的退出狀態(tài)就是使用 waitpid 得到的子進(jìn)程的退出狀態(tài), 如果子進(jìn)程在執(zhí)行過程被編號(hào)為 N 的信號(hào)所終止, 則得到的退出狀態(tài)就為 128+N .

Shell 函數(shù): 定義 shell 函數(shù)時(shí), 函數(shù)名與之前已定義的只讀函數(shù)名相同則退出狀態(tài)為 1 , 當(dāng)發(fā)生語法錯(cuò)誤則退出狀態(tài)為 2 . 執(zhí)行 shell 函數(shù)時(shí), 函數(shù)中最后執(zhí)行的一條命令的退出狀態(tài)就是整個(gè)函數(shù)的退出狀態(tài).

# 二次定義只讀函數(shù)報(bào)錯(cuò)
> func () { echo; }
> readonly -f func
> func; echo $?
0
> func () { echo poi; }
bash: func: readonly function
> echo $?
1

# 定義函數(shù)發(fā)生語法錯(cuò)誤
> fune () {aa}
bash: syntax error near unexpected token '{aa}'
> echo $?
2

# 函數(shù)的退出狀態(tài)是最后執(zhí)行的命令的退出狀態(tài)
> funr () { echo; return 6; }
> funr; echo $?
  # echo 打印的空行
6 # return 6 是函數(shù)中最后執(zhí)行的命令

表達(dá)式: 使用 ((...)) 或 let 修飾的表達(dá)式的退出狀態(tài)取決于表達(dá)式的值, 如果表達(dá)式的值為 0 則退出狀態(tài)為 1 ; 如果表達(dá)式的值為非零, 則退出狀態(tài)為 0 .

> let 0+0; echo $?
1 # 表達(dá)式值為零
> ((7-5)); echo $?
0 # 表達(dá)式值非零

命令列表: 用 ; , , , || 連接命令被稱為命令列表, 其中用 和 || 連接的命令使用左關(guān)聯(lián)( left associativity )模式執(zhí)行列表中的命令. 整個(gè)命令列表的退出狀態(tài)為最后一條命令的退出狀態(tài). 此外, $( LISTS ) 以及流程控制結(jié)構(gòu)如: for , while 等的返回狀態(tài)也是結(jié)構(gòu)中的命令列表的退出狀態(tài).

# 功能: 能ping通baidu.com則輸出 `baidu.com is up` ， 否則輸出 `baidu.com is down` 。
> ping -c1 baidu.com > /dev/null  echo 'baidu.com is up' || echo 'baidu.com is down'
baidu.com is down
> echo $?
0 # 無論是否能 ping 通, 命令列表的退出狀態(tài)都等于最后一條命令的退出狀態(tài)

左關(guān)聯(lián)模式被廣泛應(yīng)用于各種語言的邏輯運(yùn)算符優(yōu)化中. 對(duì)于邏輯與運(yùn)算符 , 以 eq1 eq2 為例, 只有當(dāng)兩邊都為 True 才會(huì)返回 True , 因此當(dāng) eq1 為 False 時(shí), eq2 不會(huì)執(zhí)行; 對(duì)于邏輯或運(yùn)算符 || , 以 eq1 || eq2 為例, 只要兩邊有一個(gè) True 就會(huì)返回 True , 因此當(dāng) eq1 為 True 時(shí), eq2 不會(huì)執(zhí)行。

腳本: 使用 . 或 source 運(yùn)行腳本文件等同于在當(dāng)前 bash 中執(zhí)行代碼塊, 腳本中最后執(zhí)行的命令的退出狀態(tài)就是腳本的退出狀態(tài). 使用 ./腳本名 或 bash 腳本名 的方式執(zhí)行腳本文件等同于執(zhí)行外部命令, 腳本的退出狀態(tài)就是外部命令 bash 的退出狀態(tài). 如果腳本中最后執(zhí)行的命令是 exit , 那么使用 . 或 source 執(zhí)行該腳本文件在執(zhí)行結(jié)束后會(huì)退出當(dāng)前 bash .

后臺(tái)作業(yè)與協(xié)作進(jìn)程: 使用不帶選項(xiàng)的 wait 命令可以獲得最后一個(gè)執(zhí)行完畢的后臺(tái)作業(yè)的退出狀態(tài), 如果使用 wait -n jobsec> 可以獲得指定后臺(tái)作業(yè)的退出狀態(tài), 如果作業(yè)不存在則退出狀態(tài)為 127 . 使用 coproc 在 sub shell 中執(zhí)行的命令的退出狀態(tài)和后臺(tái)作業(yè)一樣可以被 wait 獲取, coproc 自身的退出狀態(tài)始終為 0 .

> { sleep 10; aad; } 
[1] 558
> wait -n 1
[1]+ Exit 127        { sleep 10; aad; }

> coproc { sleep 10; aad; }
[1] 558
> echo $?
0 # 這是 coproc 的執(zhí)行結(jié)果
> jobs
[1]+ Exit 127        coproc COPROC { sleep 10; aad; }

管道命令: 默認(rèn)情況下, 管道的退出狀態(tài)取決于管道中最后一條命令的退出狀態(tài). 如果設(shè)置了 set -o pipefail , 那么只有在管道中的全部命令的退出狀態(tài)為 0 時(shí), 整個(gè)管道的退出狀態(tài)才為 0 , 否則就是最后一個(gè)非零的退出狀態(tài). 在管道前添加 ! 符號(hào)可以對(duì)整個(gè)管道的退出狀態(tài)取反. bash 中的特殊變量 $PIPESTATUS 以數(shù)組的形式存儲(chǔ)最近執(zhí)行的前臺(tái)管道的退出狀態(tài), 要注意的是單個(gè)命令也會(huì)被記錄, 也就是說 ${PIPESTATUS[0]} 和 $? 是等價(jià)的.

# 管道的退出狀態(tài)是最后一條命令的退出狀態(tài)
> ps | xxp 2>/dev/null | cat; echo $?
0
> set -o pipefail 
> ps | xxp 2>/dev/null | cat; echo $?
127 # 設(shè)置了 pipefail 因此得到最后一個(gè)非零退出狀態(tài)

# 管道中每個(gè)命令的退出狀態(tài)被按順序記錄在數(shù)組中
> easd 2>/dev/null | ls /nou 2>/dev/null | more 2>/dev/null
> echo ${PIPESTATUS[@]}
127 2 0

# 不帶管道符號(hào)的單個(gè)命令也會(huì)被記錄
> ping asbasdasd 2>/dev/null; echo ${PIPESTATUS[0]}
2
> ping asbasdasd 2>/dev/null; echo $?
2

參考資料

Exit status range
Bash man page

以上就是詳解bash中的退出狀態(tài)機(jī)制的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于bash 退出狀態(tài) 的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！