linux fork炸弹

众所周知,bash是一款极其强大的shell,提供了强大的交互与编程功能。这样的一款shell中自然不会缺少“函数”这个元素来帮助程序进行模块化的高效开发与管理。于是产生了由于其特殊的特性,bash拥有了fork炸弹。Jaromil在2002年设计了最为精简的一个fork炸弹的实现。

所谓fork炸弹是一种恶意程序,它的内部是一个不断在fork进程的无限循环,fork炸弹并不需要有特别的权限即可对系统造成破坏。fork炸弹实质是一个简单的递归程序。由于程序是递归的,如果没有任何限制,这会导致这个简单的程序迅速耗尽系统里面的所有资源。现在来看看Jaromil设计的最简单的fork炸弹:

:() { :|:& };:

或者

.() { .|.& };.

这就是著名的fork炸弹。这个shell脚本中,定义了叫“:”的函数,这个函数体是通过管道递归调用自己“:|:”(为什么用管道符?因为会管道符会调用fork,于是进程数会以指数增涨…生生不绝),最后的分号后的“:”就是调用这个函数。

一行看似无法理解的只有13个字符的命令,即可占用掉所有系统的资源。其实,这行命令如果这样写成bash script就不难理解了:

:(){:|: &};:

*第1行说明下面要定义一个函数,函数名为小数点,没有可选参数。*第2行表示函数体开始。*第3行是函数体真正要做的事情,首先它递归调用本函数,然后利用管道调用一个新进程(它要做的事情也是递归调用本函数),并将其放到后台执行。*第4行表示函数体结束。*第5行并不会执行什么操作,在命令行中用来分隔两个命令用。从总体来看,它表明这段程序包含两个部分,首先定义了一个函数,然后调用这个函数。*第6行表示调用本函数。冒号”:”其实是函数名,这个bash脚本就是在不断的执行该函数,然后不断fork出新的进程。

对于函数名,大家可能会有所疑惑,小数点也能做函数名使用吗?毕竟小数点是shell的一个内嵌命令,用来在当前shell环境中读取指定 文件,并运行其中的命令。实际上的确可以,这取决于bash对命令的解释顺序。

默认情况下,bash处于非POSIX模式,此时对命令的解释顺序如下:

*关键字,例如if、for等。*别名。别名不能与关键字相同,但是可以为关键字定义别名,例如end=fi。*特 殊内嵌命令,例如break、continue等。POSIX定义的特殊内嵌命令包括:.(小数点)、:(冒号)、break、continue、 eval、exec、exit、export、readonly、return、set、shift、times、trap和unset。 bash又增加了一个特殊的内嵌命令source。*函数。如果处于非POSIX模式,bash会优先匹配函数,然后再匹配内嵌命令。*非特殊内嵌命令,例如cd、test等。*脚本和可执行程序。在PATH环境变量指定的目录中进行搜索,返回第一个匹配项。由 于默认情况下,bash处于非POSIX模式,因此fork炸弹中的小数点会优先当成一个函数进行匹配。(注:使用小数点代替其中的冒号,也能起到完全相同的效果。)

要使用POSIX模式来运行bash脚本,可以使用以下三种方法:

*使用–posix选项启动bash。*在运行bash之后,执行set-oposix命令。*使用/bin/sh。

那么,有没有办法扼制这种情况的发生呢?答案是肯定的,只需设置进程的limit数即可。

[root@localhost~]#ulimit-u128[root@localhost~]#ulimit-acorefilesize(blocks,-c)0datasegsize(kbytes,-d)unlimitedmaxnice(-e)20filesize(blocks,-f)unlimitedpendingsignals(-i)unlimitedmaxlockedmemory(kbytes,-l)unlimitedmaxmemorysize(kbytes,-m)unlimitedopenfiles(-n)1024pipesize(512bytes,-p)8POSIXmessagequeues(bytes,-q)unlimitedmaxrtpriority(-r)unlimitedstacksize(kbytes,-s)8192cputime(seconds,-t)unlimitedmaxuserprocesses(-u)128virtualmemory(kbytes,-v)unlimitedfilelocks(-x)unlimited[root@localhost~]#.(){.|.&};.[1]6152[root@localhost~]#bash:fork:Resourcetemporarilyunavailablebash:fork:Resourcetemporarilyunavailablebash:fork:Resourcetemporarilyunavailable…

在上面的例子中,我们将用户可以创建的最大进程数限制为128,执行fork炸弹会迅速fork出大量进程,此后会由于资源不足而无法继续执行。使用工具ulimit即可设置各种限制数,具体的请参考该工具的man或help。

fork 炸弹让我们认识到了递归函数的强大功能,同时也意识到一旦使用不当,递归函数所造成的破坏将是巨大的。实际上,fork炸弹只是一个非常简单的递归函数,它并不涉及参数传递、返回值等问题,而这些问题在使用bash编程时是否有完善的支持呢?在bash中编写递归函数时应该注意相关问题。

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