Shell编程入门:Linux解释器原理

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/bash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:

Quote:

#include

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:

QUOTE:

/* Program source : showargs.c *

* Program name : showargs */

#include

int

main(int argc, char *argv[])

{

int i;

for(i = 0; i );

}

return 0;

}编译:gcc -o showargs showargs.c

执行:

代码:

QUOTE:

$ pwd

/home/kiron

$ ./showargs arg1 arg2

arg[0]: ./showargs

arg[1]: arg1

arg[2]: arg2我们在同一个目录下再写一个脚本:

代码:

QUOTE:

#!/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testexec,加上执行位后,执行情况如下:

代码:

QUOTE:

$ ./testexec

arg[0]: /home/kiron/showargs

arg[1]: addargs

arg[2]: ./testexec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:

QUOTE:

/* Program source : mytest.c *

* Program name : mytest */

#include

int

main(void)

{

execl(“/home/kiron/testexec”, “testexec”, “arg1”, “arg2”, (char *) 0);

return 0;

}编译:gcc -o mytest mytest.c

执行:

代码:

$ ./mytest

arg[0]: /home/kiron/showargs

arg[1]: addargs

arg[2]: /home/kiron/testexec

arg[3]: arg1

arg[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 arg1 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/kiron/showargs,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,echo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myecho,加上权限后执行它:

代码:

$ ./myecho “hia”

./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echo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,perl,bash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mysed程序中的s/UNIX/unix/p也是一样的道理)。像awk,perl,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mysed程序,

代码:

Quote:

#!/bin/sed -f

s/UNIX/unix/p执行./mysed时出错了。因为被解释成了”/bin/sed -f ./mysed”,其中-f选项是表示以文件里的内容作为sed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bash,perl,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:

#!/usr/bin/awk -f

BEGIN {

sum = 0;

}

{sum += NF;}

END {

printf(“file “%s” have %d line, %d words. “, FILENAME, NR, sum);

}设置执行位之后,执行如下:

代码:

$ echo -e “hi hello world”>test.txt

$ ./myawk test.txt

file “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”#!/usr/bin/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。

from http://www.soft6.com/html/tech/17/173666.shtml




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