Shell的秘密

VAR=1
if [ $VAR == "2" ]
then
        echo "T"
else
        echo "F"
fi

今天遇到一件奇怪的事，以上的脚本在不同的执行模式下会有不同的输出：

// --------------- /bin/sh --> dash
❯ ./test.sh
./test.sh: 2: [: 1: unexpected operator
F

❯ /bin/sh ./test.sh
./test.sh: 2: [: 1: unexpected operator
F

// ----------------- /bin/zsh
❯ echo $SHELL
/bin/zsh

❯ source ./test.sh
./test.sh:2: = not found

❯ . ./test.sh
./test.sh:2: = not found

❯ /bin/zsh ./test.sh
./test.sh:2: = not found

// ----------- /bin/bash
❯ bash ./test.sh
F

可以看到，以上错误的本质原因是不同shell对语法的支持情况不同，导致该脚本只能在bash中顺利执行。通过echo $SHELL 可以看到当前的SHELL的版本是zsh。但是为什么除了显式执行的情况，有些情况会触发其他SHELL的启动？

Script脚本的执行

首先，我们通过strace来跟踪./test.sh 发生了什么事？

❯ strace ./test.sh
execve("./test.sh", ["./test.sh"], 0x7ffde468a700 /* 29 vars */) = -1 ENOEXEC (Exec format error)
strace: exec: Exec format error
+++ exited with 1 +++

可以看到本质就是对execve的系统调用？Wait，execve系统调用可以处理脚本？是的，Linux支持注册各种格式，每个格式会提供一个fmt->load_binar的方法尝试加载程序，execve会将程序尝试按序用所有注册的格式进行加载，加载成功即进入运行。检查的代码可见如下：

embed

通过register_binfmt的跟踪可以发现linux支持经典的elf格式，以及可以看到最下方的script格式。

Untitled.png

从script格式的load_binary可以看到其会首先检查有没有shabang(#!)，#!用于指定脚本的解释器，若没有，linux无法知道用哪种解释器，则会运行失败。

embed

通过下面一个简单的程序可以验证这一点，test.sh确实无法被成功启动。test.sh必须被显式传入一个解释器（如:/bin/sh test.sh）进行执行。

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
  static char *newargv[] = { NULL};
  static char *newenviron[] = { NULL };

  execve("./test.sh",newargv,newenviron);
  printf("Fail to execve\n");
  exit(EXIT_FAILURE);
}

.和source

.和source是shell的内置命令，通常用于在当前的shell环境执行脚本。因此通过.和source执行test.sh得到的输出与使用/bin/zsh执行的结果一致。

./test.sh

最诡异的情况是./test.sh ，从strace的追逐结果看，execve确实是返回失败，但是我们仍能从标准输出中得到结果，这说明该脚本至少被执行过一次。

❯ ./test.sh
./test.sh: 2: [: 1: unexpected operator
F

这个问题我在：

  1. https://stackoverflow.com/questions/12296308/shell-script-working-fine-without-shebang-line-why
  2. https://github.com/zsh-users/zsh/blob/a66e92918568881af110a3e2e3018b317c054e4a/Src/exec.c#L630

找到答案：当zsh运行失败时，会判断执行文件是否有可执行权限，若有则检查其是否为一个缺少shabang的脚本文件，若是则默认使用/bin/sh 执行该脚本。

#OS