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[Bash] 今さらFork爆弾を解析してみる

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はじめに

※言わずもがな、お約束の自己責任でお願いします

かの有名なFork爆弾。Bashなら以下です。
:(){ :|: & };:

この原理が今一つピンとこなかったので、今さらながら 動作確認がてら(!)解析してみました。

順番通り(悪く言えばダラダラと)記載していますので、単に読み物(ポエム)としてお読みいただければありがたいです。

本編

読みやすく改変して投下

:の代わりに、関数名としてbombを使います。
bomb() { bomb | bomb & }; bomb

投下で見事に炸裂、再起動が必要となりました。まずは成功?です!

フォアグラウンドで実行してみる

いちいち再起動するのは面倒なので、フォアグラウンドにしてみましょう。

bomb() { bomb | bomb ; }; bomb

こちらも同様に炸裂していますが、Ctrl+C、もしくはターミナルを閉じると何とか復帰できるようです。
解析のため、このフォアグラウンド実行は継続します。

スリープしてみる

同じく解析に手間取りそうなので、10秒くらい待ってみます。

bomb() { sleep 10 ; bomb | bomb ; }; bomb

別のターミナルで確認すると、ゆっくり破滅に向かっていくことが確認できます。
(以下の-bashsleep 10が時間とともにわらわら増えていく)

user@user-VirtualBox:~$ ps -f -u user | grep pts/2
user     25428 25363  0 15:54 ?        00:00:00 sshd: user@pts/2
user     25429 25428  0 15:54 pts/2    00:00:00 -bash
user     26605 25429  0 15:56 pts/2    00:00:00 -bash
user     26606 25429  0 15:56 pts/2    00:00:00 -bash
user     26607 26606  0 15:56 pts/2    00:00:00 sleep 10
user     26608 26605  0 15:56 pts/2    00:00:00 sleep 10
user     26612 25777  0 15:56 pts/3    00:00:00 grep --color=auto pts/2

ログを仕込む

fooというファイルにログを出すようにしてみます。
まだワンライナーで読めますね。

bomb() { sleep 10 ; echo `date +%H:%M:%S.%3N`: Throw 2 bombs... >> foo ; bomb | bomb ; }; bomb

別ターミナルでのログの確認結果:

user@user-VirtualBox:~$ tail -f foo
16:15:14.374: Throw 2 bombs...
16:15:24.378: Throw 2 bombs...
16:15:24.379: Throw 2 bombs...
16:15:34.384: Throw 2 bombs...
16:15:34.385: Throw 2 bombs...
16:15:34.388: Throw 2 bombs...
16:15:34.389: Throw 2 bombs...

何とも素晴らしいログ(自画自賛)!

  1. 16:15:14に2個投下
  2. 16:15:24に2 + 2 = 4個投下
  3. 16:15:34に2 + 2 + 2 + 2 = 8個投下

よって、倍々ゲームで爆弾(プロセス)が増えていることが明確になりました!
10秒スリープしていなかったらと思うと恐ろしいですね!笑

1個にしてみる

誰しも疑問に思うであろう(ですよね?)、1個ならどうなの?です。

bomb() { sleep 10 ; echo `date +%H:%M:%S.%3N`: Throw a bomb... >> foo ; bomb ; }; bomb

ログは当然の結果:

user@user-VirtualBox:~$ tail -f foo
16:28:09.661: Throw a bomb...
16:28:19.664: Throw a bomb...
16:28:29.668: Throw a bomb...

プロセスの確認結果は以下(適当に間隔を空けて確認しています):

user@user-VirtualBox:~$ ps -f -u user | grep pts/2
user     25428 25363  0 15:54 ?        00:00:00 sshd: user@pts/2
user     25429 25428  0 15:54 pts/2    00:00:00 -bash
user     26743 25429  0 16:28 pts/2    00:00:00 sleep 10
user     26746 25777  0 16:28 pts/3    00:00:00 grep --color=auto pts/2
user@user-VirtualBox:~$ ps -f -u user | grep pts/2
user     25428 25363  0 15:54 ?        00:00:00 sshd: user@pts/2
user     25429 25428  0 15:54 pts/2    00:00:00 -bash
user     26748 25429  0 16:28 pts/2    00:00:00 sleep 10
user     26750 25777  0 16:28 pts/3    00:00:00 grep --color=auto pts/2
user@user-VirtualBox:~$ ps -f -u user | grep pts/2
user     25428 25363  0 15:54 ?        00:00:00 sshd: user@pts/2
user     25429 25428  0 15:54 pts/2    00:00:00 -bash
user     26754 25429  0 16:28 pts/2    00:00:00 sleep 10
user     26756 25777  0 16:28 pts/3    00:00:00 grep --color=auto pts/2
user@user-VirtualBox:~$

大元の-bashプロセスはずっと生きていて、sleep 10プロセスが別個に起動していることがわかります(267432674826754)。

すなわち、新しいプロセスは起動しているが、都度前のプロセスが終わっているので、増殖しないということかと。

平たく言ってしまえば、単にbombを繰り返す無限ループですね。

パイプからセミコロンにしてみる

では2つの爆弾の間を、|でなく;にしたらどうなるでしょうか。

bomb() { sleep 10 ; echo `date +%H:%M:%S.%3N`: Throw 1st bomb... >> foo ; bomb ; echo `date +%H:%M:%S.%3N`: Throw 2nd bomb... >> foo ; bomb ; }; bomb

user@user-VirtualBox:~$ tail -f foo
16:42:05.384: Throw 1st bomb...
16:42:15.387: Throw 1st bomb...
16:42:25.390: Throw 1st bomb...

2nd bombまで到達していませんね。これは1st bombをひたすら繰り返しているためで、実体は爆弾1個の場合と同じです。

おわりに

感想(ポエム)

百聞は一見にしかず。愚直な方法ではありましたが、また一つ賢くなりました。笑

確認環境

  • Ubuntu 18.04 LTS(をVMで)
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