解释linuxSir_Linux解释器原理

Li nux解释器原理

引言

使用Shell进行工作的人们对Unix/Linux下的Shell编程都很熟悉在所有的Shell编程的书中都会提到#!/bin/bash,而这里到底包含了些什么对操作系统而言这一行字符串意味着什么你可能会说不就是会让/bin/b ash程序来解释这个脚本程序吗当然你是对的看看我们的标题这里我们谈谈解释器让我们一起来看看脚本文件里的第一句到底对系统而言意味着什么。但有一点我们可先明确一下所谓解释器就是指#!行后面的可执行的程序。

一、我们从exec族函数谈起

如果你从不写C程序可能需要对本节的内容看得更为仔细并且试验一下。

代码:

#include<unistd h>extern char**environ;int execl(const char*path,const char*arg, );int execlp(const char*file,const char*arg, );int execle(const char *path, const char *arg , ,char*const envp[]);int execv(const char*path,char*const argv[]);int execvp(const char*file,char*const argv[]);exec族函数一共有上面所列的5个作用都是一样执行一段新的代码。区别只是向函数传递的参数方式不同而已我在这里讲讲execl函数第一个参数path是指向设置了执行位文件的路径后面的可变参数列表分别指向了传递给此执行文件的参数列表(包括了参数0,即是执行文件的名称)。最后一个参数为(char*)

0表示参数列表结束。

对于解释器 exec族函数是这样做的(以execl为例)如果path是指向了一个脚本脚本的第一行以#!开头则这样调用

以#!后面的字符串为命令后面加上execl参数列表中指定的参数列表这样形成了新的程序执行。下面我们以例子来验证这个结果

下面这个C程序的作用是回射所有命令行参数。

代码:

/*Program source: showargs c*

*Program name : showargs */

#include<unistd h>intmain(int argc,char*argv[])

{int i;for(i=0; i<argc; i++)

{pri nt f("arg[%d]:%s\n", i,argv[i]);

}return 0;

}

编译 gcc-o showargs showargs c

执行

代码:

$pwd

/home/kiron

$ /showargs arg 1 arg2arg[0]: /s h ow arg sarg[1]:arg 1arg[2]:arg2

我们在同一个目录下再写一个脚本

代码:

#!/home/kiron/showargs addargs

我没有打错是的这个脚本就只有一行这个脚本我们命名为te stexec加上执行位后执行情况如下代码:

$ /te stexecarg[0]: /home/kiron/showargsarg[1]:a ddarg sarg[2]: /t e s tex e c

怎么会这样我猜会有人对第2个参数/testexec不理解暂且卖个关子再引出一个C程序

代码:

/*Program source:mytest c*

*Program name :mytest */

#include<stdio h>intmain(void)

{execl("/home/kiron/te stexec", "te stexec", "arg 1", "arg2", (char*)0);return 0;

}

编译 gcc-o mytest mytest c

执行

代码:

$ /mytestarg[0]: /home/kiron/showargsarg[1]:a ddarg sarg[2]: /home/kiron/te stexecarg[3]:arg 1arg[4]:arg2

仔细观察上面的三个例子答案开始浮出水面了。正如在开始时讲到的 exec族函数的处理是把#!后面的字符串为命令后面加上execl参数列表中指定的参数列表这样形成了新的程序执行。分析一下mytest c

源程序 execl把命令的结果是这样执行的/home/kiron/testexec的内容是#!/home/kiron/showargs addargs则#!后面的字符串"/home/kiron/showargs addargs"加上命令参数列表 "/home/kiron/testexec arg 1 arg2"就形成了新的程序行 /home/kiron/showargs addargs /home/kiron/testexec arg1 arg2。对于testexec脚本我们在shell中调用它时 shell调用了fork,exec,wait来执行它也就是和程序mytest c一样用了exec函数首先 exec函数对#!行分析后得出此脚本的解释器为/home/ki ron/s howargs然后就形成了把命令行处理成了“/home/kiron/showargs addargs /testexec”。

注意 #!行中的解释器的路径必须是全路径 exec函数并不对其特殊处理 比如用PATH变量来搜索它的真实路径所以路径是由程序员来保证正确的。

二、我的脚本第一句必须得是#!/bin/bash吗

当然不必了通过上面的解释其实第一句的#!是对脚本的解释器程序路径脚本的内容是由解释器解释的我们可以用各种各样的解释器来写对应的脚本比如说/bin/csh脚本/bin/perl脚本/bin/awk脚本/bin/sed脚本甚至/bin/echo等等。那我们真的能写一个/bin/echo的脚本文件吗我们来试试下面是一个例子代码:

#!/bin/echo-e

我把这只有一行的程序(实际上它也只能是一行 e ch o程序并不是被设计成像awk那样的编程语言能写成源程序文件)命名为mye ch o加上权限后执行它

代码:

$ /myecho"hi\a"

/myecho hi

如果你的echo支持-e选项并且你工作的环境还算安静你在得到上面的结果的时候也应该听到清脆的终端响铃。但这种程序是毫无作用的。

三、我能利用解释器来做什么

但是上面的e cho脚本实际应用时并没有什么作用我们可以得出一个小小的实验结果并不是所有的可执行二进制文件都可以用来写解释器脚本。那我编写解释器的脚本有什么用如果你有一个可编程的解释器那你或许能编写该解释器的程序来简化你工作。 比如说常用到的解释器如awk,p erl,ba sh等等。但是正如我们上面总结的实验结果很不幸地并不是全部的可编程程序都是有用的解释器 exec脚本时能从第一行得到脚本的解释器然后用exec去解释脚本(可能是选项去控制如#!/bin/awk-f)也包括了形如#!/PATH/的第一行如果该解释器对这行不能忽略的话就会出错另外解释器也必须要对余下的程序语句能解释(这句好像是废话但想象一下上面myecho程序加一些"hello world"的行来会有效吗下面的mys ed程序中的s/UNIX/unix/p也是一样的道理)。像awk,p erl,bash等程序对#开头的行当成注释行处理就能写成有用的脚本。

再看下面的mys e d程序

代码:

#!/bin/sed-fs/UN IX/un i x/p

执行/mys e d时出错了。因为被解释成了"/b in/s e d-f/mys e d"其中-f选项是表示以文件里的内容作为s e d的命令输入,但sed的命令输入不能对"#!/bin/sed-f"解释那么程序出错了。

所以有用的解释器应该是类似b a s h,p e rl,awk的程序并且能对一些规定的语句有解释功能的。下面给出一个awk程序写的统计文件行数和单词数的脚本程序myawk。

代码:

#!/u s r/b i n/awk-f

B EGIN{s um=0;

}

{sum+=NF;}

END{printf("file\"%s\"have%d line,%d words\n",FILENAME,NR, sum);

}

设置执行位之后执行如下

代码:

$echo-e"hi\nhello world">test txt

$ /myawk test txtfile"test txt"have 2 line,3 words

这里执行/myawk被执行成“/usr/bin/awk-f /myawk test txt” 因为awk的命令中 以#开头的行被认为是注释行而忽略 awk忽略了第一行"#!/u s r/bi n/awk-f"正确的以非#开头行当成模式和命令的输入并能对其解释所以这个程序是正确的能被顺利地执行。

OK关于Linux系统的解释器的介绍就说到这了希望大家能对解释器的原理有更多的认识而不是给我越说越糊涂^_^。

参考文献W Richard Stevens著Advanced Programming in the UNIX Environment

如果发现错误请和我联系 huangyiddle@21 cn com