Linux PS4 环境变量详解
PS4 是什么？
PS4（Fourth Prompt String ）是 第四提示符 ，专门用于 Shell 调试模式（set -x） 的输出前缀。它控制在调试模式下每条命令执行前显示的提示信息。
启用调试模式
# 开启调试模式
set -x
# 或使用缩写
set -o xtrace
# 关闭调试模式
set +x
# 仅在脚本中调试
bash -x script.sh默认设置
# 默认 PS4 值
+ （一个加号和空格）示例：
$ set -x
$ echo "hello"
+ echo hello # ← 这里的 "+ " 就是 PS4
hello基础示例
1. 查看当前 PS4
echo $PS4
echo "$PS4"2. 简单自定义
# 设置为箭头
export PS4="-> "
# 设置为调试标记
export PS4="[DEBUG] "3. 测试效果
$ export PS4="[调试] "
$ set -x
$ echo "测试"
[调试] echo 测试
测试
$ set +xPS4 的特殊转义序列
PS4 支持一些特殊的转义序列来显示调试信息：
| 序列 | 含义 | 示例 |
|---|---|---|
\$ |
显示 $ 或 #（取决于用户） |
$ |
\s |
Shell 名称 | bash |
\v |
Shell 版本 | 5.1.16 |
\\ |
反斜杠 | \ |
\! |
命令历史编号 | 1234 |
\# |
命令编号（在当前 Shell 中） | 45 |
\@ |
时间（12小时制 am/pm） | 02:30 PM |
\t |
时间（24小时制 HH:MM:SS） | 14:30:45 |
\u |
用户名 | alice |
\h |
主机名 | server |
\W |
当前目录的最后部分 | projects |
\w |
当前完整目录 | /home/alice/projects |
自定义 PS4 示例
1. 显示时间戳
# 显示执行时间
export PS4="+ \t " # 格式: + 14:30:45
# 带日期时间
export PS4='+ $(date "+%Y-%m-%d %H:%M:%S") '2. 显示行号（在脚本中）
# 显示脚本行号（需要 BASH_SOURCE 和 LINENO）
export PS4='+ ${BASH_SOURCE}:${LINENO}: '
# 更详细的格式
export PS4='+ [${LINENO}] '3. 显示函数名
# 显示函数名和行号
export PS4='+ ${FUNCNAME[0]}:${LINENO} '
# 显示调用栈
export PS4='+ ${FUNCNAME[0]}() [${BASH_SOURCE}:${LINENO}] '4. 带颜色的 PS4
# 红色调试信息
export PS4=$'\033[31m+\033[0m '
# 黄色带方括号
export PS4=$'\033[33m[调试]\033[0m '
# 彩色分级（根据 BASH_SUBSHELL）
export PS4='$(printf "%$((BASH_SUBSHELL*2))s")'$'\033[36m+\033[0m '高级用法示例
示例 1：完整调试信息
#!/bin/bash
# debug_script.sh
# 设置详细的 PS4
export PS4='+ [${LINENO}] ${FUNCNAME[0]:+${FUNCNAME[0]}(): }'
set -x
function test_func() {
local var="内部变量"
echo "函数内: $var"
}
echo "开始执行"
test_func
echo "结束"
set +x输出：
+ [10] echo 开始执行
开始执行
+ [11] test_func():
+ [6] test_func(): local var=内部变量
+ [7] test_func(): echo '函数内: 内部变量'
函数内: 内部变量
+ [12] echo 结束
结束示例 2：嵌套调试（显示层级）
#!/bin/bash
# 根据嵌套层级缩进
export PS4='$(printf "%$((BASH_SUBSHELL*2))s")'$'+ '
set -x
echo "层级 0"
(
echo "层级 1"
(
echo "层级 2"
)
)
set +x输出：
+ echo '层级 0'
层级 0
+ ( echo '层级 1' ( echo '层级 2' ) )
+ echo '层级 1'
层级 1
+ ( echo '层级 2' )
+ echo '层级 2'
层级 2示例 3：彩色分级调试
#!/bin/bash
# 不同层级不同颜色
export PS4='\
$(case $BASH_SUBSHELL in \
0) echo -ne "\033[32m" ;; \
1) echo -ne "\033[33m" ;; \
2) echo -ne "\033[34m" ;; \
3) echo -ne "\033[35m" ;; \
*) echo -ne "\033[36m" ;; \
esac)\
+$(printf "%$((BASH_SUBSHELL*2))s")\033[0m '
set -x
echo "主进程"
( echo "子shell 1" )
( ( echo "子shell 2" ) )
( ( ( echo "子shell 3" ) ) )
set +x示例 4：性能和执行时间
#!/bin/bash
# 显示执行时间和内存使用
export PS4='+ [$(date "+%H:%M:%S.%3N")] [$$:$BASHPID] '
set -x
# 测试命令
sleep 0.5
echo "测试"
seq 1 3
set +x实际调试场景
场景 1：调试函数调用
#!/bin/bash
# debug_functions.sh
export PS4='+ [${FUNCNAME[0]:-main}():${LINENO}] '
debug() {
set -x
echo "调试信息"
local result=$(( $1 * 2 ))
echo "结果: $result"
set +x
}
set -x
echo "开始"
debug 5
echo "结束"
set +x场景 2：管道调试
#!/bin/bash
export PS4='+ [$$:${BASH_SUBSHELL}] '
set -x
# 管道会在子shell中执行
cat /etc/passwd | grep "^root" | cut -d: -f1
set +x场景 3：条件语句调试
#!/bin/bash
export PS4='+ [行${LINENO}] '
set -x
if [[ -f /etc/passwd ]]; then
echo "文件存在"
wc -l /etc/passwd
else
echo "文件不存在"
fi
for i in {1..3}; do
echo "循环: $i"
done
set +x特殊变量在 PS4 中的应用
1. BASH_SOURCE 和 LINENO
# 显示文件名和行号
export PS4='+ ${BASH_SOURCE##*/}:${LINENO}: '
# 在脚本中：
# + script.sh:10: echo "测试"2. FUNCNAME 数组
# 显示函数调用栈
export PS4='+ ${FUNCNAME[0]}()@${BASH_SOURCE##*/}:${LINENO} '
# 显示完整调用栈（最多3层）
export PS4='+ ${FUNCNAME[0]:-main}()<-${FUNCNAME[1]:-}:<-${FUNCNAME[2]:-} '3. BASH_SUBSHELL
# 显示子shell层级
export PS4='$(printf "%.s " $(seq 1 $((BASH_SUBSHELL+1))))+ '
# 或使用缩进
export PS4='$(printf "%${BASH_SUBSHELL}s")+ '4. 进程信息
# 显示进程ID
export PS4='+ [PID:$$] '
# 显示当前shell的PID
export PS4='+ [BASHPID:$BASHPID] '
# 组合显示
export PS4='+ [$$:$BASHPID:$BASH_SUBSHELL] '实用调试技巧
1. 条件调试
#!/bin/bash
# 只在 DEBUG_MODE 启用时开启调试
[[ "$DEBUG_MODE" == "1" ]] && set -x
# 使用自定义 PS4
export PS4='[调试] '
# ... 脚本内容 ...2. 函数级调试
#!/bin/bash
debug_function() {
local old_ps4="$PS4"
export PS4='[函数调试] '
set -x
# 函数体
echo "在函数中"
set +x
export PS4="$old_ps4"
}
# 正常执行
echo "正常模式"
debug_function3. 临时调试特定代码块
#!/bin/bash
{
# 临时修改 PS4 并开启调试
local old_ps4="$PS4"
export PS4='[块调试] '
set -x
echo "调试块开始"
ls -la
echo "调试块结束"
set +x
export PS4="$old_ps4"
}与其他调试工具结合
1. 与 trap 结合
#!/bin/bash
# 在 EXIT 时显示调试信息
trap 'echo "退出状态: $?"' EXIT
export PS4='+ [行${LINENO}] '
set -x
# 脚本内容
false # 返回非零状态
echo "继续执行"
set +x2. 与 bashdb 风格类似
#!/bin/bash
# 模拟调试器样式
export PS4='-> [${BASH_SOURCE##*/}:${LINENO}] [${FUNCNAME[0]:-main}] '
set -x
function test() {
echo "函数测试"
}
test
echo "完成"配置文件设置
永久设置 PS4
# 添加到 ~/.bashrc
echo 'export PS4="+ [\${LINENO}] "' >> ~/.bashrc
# 或更详细的设置
cat >> ~/.bashrc << 'EOF'
# 调试提示符设置
export PS4='+\t [${BASH_SOURCE##*/}:${LINENO}${FUNCNAME[0]:+ ${FUNCNAME[0]}()}] '
EOF
source ~/.bashrc按需加载
# 在 ~/.bashrc 中添加
if [[ "$DEBUG_MODE" == "1" ]]; then
export PS4='[详细调试] '
set -x
fi故障排除
1. PS4 变量展开问题
# 错误：单引号内的变量不会展开
export PS4='+ $LINENO ' # 显示字面量 "$LINENO"
# 正确：使用双引号或特殊格式
export PS4="+ \$LINENO " # 需要转义 $
export PS4='+ ${LINENO} ' # 或使用 ${} 语法2. 性能问题
# 复杂的 PS4 可能影响性能
export PS4='+ $(date +%s.%N) ' # 每次执行都要调用 date
# 更高效的替代
export PS4='+ ' # 简单格式3. 多行 PS4 问题
# 使用 $'' 语法处理多行
export PS4=$'+\n '
# 或使用 printf
export PS4='$(printf "\n+ ")' # 每次换行最佳实践
-
信息适量：显示必要信息，不要过多
# 好：显示行号和函数名 export PS4='+ ${LINENO}${FUNCNAME[0]:+:${FUNCNAME[0]}} ' # 过多：可能影响可读性 export PS4='+ [$(date)] [$$] [${BASH_SOURCE}] [${LINENO}] [${FUNCNAME[@]}] ' -
使用颜色区分：但确保兼容性
# 只在支持颜色的终端使用 if [[ -t 1 ]]; then export PS4=$'\033[33m+\033[0m ' fi -
考虑可读性：清晰的格式
# 使用一致的格式 export PS4='+ [${LINENO}] ' -
分层缩进：对于嵌套命令
export PS4='$(printf "%$((BASH_SUBSHELL*2))s")+ ' -
临时调试：不需要时关闭
# 在脚本开头设置 [[ "$DEBUG" ]] && set -x
实用配置推荐
推荐配置 1：基本调试
export PS4='+ [${LINENO}] '推荐配置 2：详细调试
export PS4='+\t [${BASH_SOURCE##*/}:${LINENO}] '推荐配置 3：函数调试
export PS4='+ ${FUNCNAME[0]:-main}()@${BASH_SOURCE##*/}:${LINENO} '推荐配置 4：彩色调试
export PS4=$'\033[36m+\033[0m \033[33m${LINENO}\033[0m: '与其他 Shell 兼容性
Bash 特有功能
# 这些只在 Bash 中有效
export PS4='+ ${BASH_SOURCE}:${LINENO} '
export PS4='+ ${FUNCNAME[0]} '跨 Shell 兼容
# 更通用的设置
export PS4='+ ' # 所有 Shell 都支持PS4 是 Shell 调试的强大工具，合理的配置可以大大提高调试效率！