bash - 用 bash 仔细模仿 Argv[0]

Question

我正在尝试编写一个非常仔细地模仿 argv[0]/$0 值的 bash 包装器脚本。我正在使用 exec -a 使用包装器的 argv[0] 值执行一个单独的程序。我发现有时 bash 的 $0 不会给出我在 C 程序的 argv[0] 中得到的相同值。这是一个简单的测试程序，它演示了 C 和 bash 的区别:

int main(int argc, char* argv[0])
{
    printf("Argv[0]=%s\n", argv[0]);
    return 0;
}

和

#!/bin/bash 
echo \$0=$0

当使用二进制文件的完整(绝对或相对)路径运行这些程序时，它们的行为相同:

$ /path/to/printargv
Argv[0]=/path/to/printargv

$ /path/to/printargv.sh 
$0=/path/to/printargv.sh

$ to/printargv
Argv[0]=to/printargv

$ to/printargv.sh 
$0=to/printargv.sh

但是当调用它们时，就好像它们在路径中一样，我得到了不同的结果:

$ printargv
Arv[0]=printargv

$ printargv.sh 
$0=/path/to/printargv.sh

两个问题:

1)这是可以解释的预期行为，还是一个错误？
2)实现仔细模仿argv [0]的目标的“正确”方法是什么？

编辑:错别字。

Answer 1

您在这里看到的是 bash 的记录行为和 execve (至少，它记录在 Linux 和 FreeBSD 上；我认为其他系统也有类似的文档)，并反射(reflect)了 argv[0] 的不同方式被构造。
Bash(与任何其他 shell 一样)构造 argv从提供的命令行，在执行各种扩展后，根据需要重新拆分单词，等等。最终结果是当你输入

printargv

argv构造为 { "printargv", NULL }当你打字时

to/printargv

argv构造为 { "to/printargv", NULL } .所以没有惊喜。
(在这两种情况下，如果有命令行参数，它们就会出现在 argv 中，从位置 1 开始。)
但在这一点上执行路径出现分歧。当命令行中的第一个单词包含/时，它被认为是一个文件名，无论是相对的还是绝对的。 shell 不做进一步处理；它只是调用 execve使用提供的文件名作为其 filename参数和 argv数组之前构造为它的 argv争论。在这种情况下， argv[0]正好对应 filename但是当命令没有斜杠时:

printargv

shell 做了更多的工作:

首先，它检查名称是否是用户定义的shell 函数。如果是，它会执行它，使用 $1...$n取自 argv数组已经构建。 (不过，$0 仍然是来自脚本调用的 argv[0]。)

然后，它会检查名称是否是内置的 bash 命令。如果是这样，它会执行它。内置函数如何与命令行参数交互超出了这个答案的范围，并且不是真正的用户可见。

最后，它尝试通过搜索 $PATH 的组件来找到与该命令对应的外部实用程序。并寻找一个可执行文件。如果找到，则调用 execve ，将它找到的路径指定为 filename参数，但仍然使用 argv由命令中的单词组成的数组。所以在这种情况下，filename和 argv[0]不对应。

因此，在这两种情况下，shell 最终都会调用 execve ，提供文件路径(可能是相对的)作为 filename参数和分词命令为 argv争论。
如果指示的文件是一个可执行镜像，那就没有什么可说的了，真的。图像被加载到内存中，其 main使用提供的 argv 调用向量。 argv[0]将是单个单词或相对或绝对路径，仅取决于最初键入的内容。
但是如果指定的文件是一个脚本，加载器会产生一个错误和 execve将检查文件是否以shebang开头( #! )。 (自 Posix 2008 起， execve 也将尝试使用系统 shell 将文件作为脚本运行，就好像它有 #!/bin/sh 作为shebang 行一样。)
这是 execve 的文档在 Linux 上:

An interpreter script is a text file that has execute permission enabled and whose first line is of the form:

      #! interpreter [optional-arg]

The interpreter must be a valid pathname for an executable file. If the filename argument of execve() specifies an interpreter script, then interpreter will be invoked with the following arguments:

      interpreter [optional-arg] filename arg...

where arg... is the series of words pointed to by the argv argument of execve(), starting at argv[1].

注意上面的 filename参数是 filename论据 execve .鉴于shebang线 #!/bin/bash我们现在有

/bin/bash to/printargv           # If the original invocation was to/printargv

或者

/bin/bash /path/to/printargv     # If the original invocation was printargv

请注意 argv[0]已经有效地消失了。 bash然后运行文件中的脚本。在执行脚本之前，它设置 $0给它的文件名参数，在我们的例子中是 to/printargv或 /path/to/printargv , 并设置 $1...$n到其余参数，这些参数是从原始命令行中的命令行参数复制而来的。
总之，如果您使用不带斜杠的文件名调用命令:

如果文件名包含可执行镜像，它将看到 argv[0]作为键入的命令名称。

如果文件名包含带有 shebang 行的 bash 脚本，脚本将看到 $0作为脚本文件的实际路径。

如果您使用带斜杠的文件名调用命令，在这两种情况下，它都会将 argv[0] 视为键入的文件名(可能是相对的，但显然总是有斜杠)。
另一方面，如果您通过显式调用 shell 解释器来调用脚本( bash printargv )，脚本将看到 $0作为输入的文件名，它不仅可能是相对的，而且可能没有斜线。
所有这一切都意味着，如果您知道调用要模仿的脚本的形式，则只能“仔细模仿 argv[0]”。 (这也意味着脚本永远不应该依赖于 argv[0] 的值，但这是一个不同的主题。)
如果您这样做是为了单元测试，您应该提供一个选项来指定要提供什么值作为 argv[0]。许多试图分析的 shell 脚本 $0假设它是一个文件路径。他们不应该那样做，因为它可能不存在，但它确实存在。如果您想清除这些实用程序，您需要提供一些垃圾值作为 $0 .否则，默认情况下最好的选择是提供脚本文件的路径。