bash執行命令各種情況分析
Linux系統中的可執行檔案有多少種類？bash環境下是如何執行程式的？下面逐一分析。
1 Linux系統中可執行檔案種類
1.1 二進位制可執行檔案
這種檔案是最常見的，如/bin/ls，/sbin/ifconfig, /bin/cat等等。
[[email protected] ~]# file /bin/ls /bin/cat /sbin/ifconfig
/bin/ls: ELF 32-bit LSB executable, Intel 80386, version 1 (SYSV), dynamically linked (uses shared libs), for GNU/Linux 2.6.18, stripped
/bin/cat: ELF 32-bit LSB executable, Intel 80386, version 1 (SYSV), dynamically linked (uses shared libs), for GNU/Linux 2.6.18, stripped
/sbin/ifconfig: ELF 32-bit LSB executable, Intel 80386, version 1 (SYSV), dynamically linked (uses shared libs), for GNU/Linux 2.6.18, stripped
1.2 可執行指令碼檔案
這種檔案是系統管理者常用的，通常用來粘合各種其他的程式，系統中也必不可少，如 命令service，yum等。
[[email protected] ~]# file $(which yum) $(which service)
/usr/bin/yum: a /usr/bin/python script text executable
/sbin/service: POSIX shell script text executable
其中，yum是一個python指令碼，service是一個shell指令碼。當然，還可以有其他型別的指令碼，如ruby,php,awk等等。
1.3 系統載入器對可執行檔案的識別驗證與載入
不論何種型別的可執行程式，都是通過統一的execve()系統呼叫進行載入執行的。具體的載入過程卻會因為可執行程式種類的不同而不同，對於二進位制檔案，直接載入執行；對於指令碼檔案，則會載入檔案第一行指定的直譯器，並把指令碼檔案路徑名作為直譯器的引數。execve()是如何區分各種程式型別的呢？其實很簡單，就是位於檔案最開始處的“魔數”。不同型別的檔案的“魔數”是不同的，對於指令碼檔案就是開頭的#!，對於二進位制檔案，根據32位和64位的不同，也有所不同，感興趣的同學可以自行研究，這裡不再累述。
2 bash執行命令的過程
2.1 bash執行內建命令的過程
bash環境下可以執行的命令有兩類：一類就是前面說過的可執行檔案（可執行檔案又分成二進位制和指令碼兩類）；另一類就是bash內建命令。
常見的內建命令有echo,cd,trap等等。內建命令也分成兩類：一類是某些外部可執行檔案的同功能替代，目的是提高效率，如echo；第二類是其功能無法通過執行外部檔案完成的必備命令，如cd。
對於內部命令，bash直接執行其自身內部程式碼即可，快速無負擔。對於執行外部可執行檔案，則相對就麻煩了。
2.2 bash執行外部二進位制可執行檔案五種方式
(1)直接執行
可以有兩種手段讓bash執行命令，一是在互動模式下，輸入命令名然後按下回車鍵；二是把命令路徑作為引數來執行/bin/bash。兩種手段的作用是相同的。
bash首先會fork出一個子程序，然後：（1）bash自身程序執行wait()等待子程序結束；（2）子程序中執行execve("命令路徑“），剩下的工作就由載入器來完成了。
[[email protected] ~]# strace -e trace=process /bin/ls
execve("/bin/ls", ["/bin/ls"], [/* 21 vars */]) = 0
(2)使用exec命令執行（不建立子程序）
smstongtekiMac-mini:Test smstong$ exec /bin/ls
此時，可執行程式將會在程序內把原來的bash程式替換掉。相當於直接執行execve("可執行程式")。
2.3 執行指令碼檔案的三種方式
（1）直接執行
前面我們說過，execve()可以自動識別指令碼檔案型別，並自動載入相應的直譯器。如下：
[[email protected] ~]# strace -e trace=process ./test1.sh
execve("./test1.sh", ["./test1.sh"], [/* 21 vars */]) = 0
（2）人工指定直譯器執行
當然，這個識別指令碼的過程也可以交給使用者自己來完成，比如對於上面的 test1.sh，我們可以指定ksh93為其直譯器，者通過顯式的執行其直譯器程式來完成。
[[email protected] ~]# strace -e trace=process ksh93 ./test1.sh
execve("/bin/ksh93", ["ksh93", "./test1.sh"], [/* 21 vars */]) = 0
此時，指令碼檔案第一行指定的直譯器不起作用了。
這兩種執行指令碼檔案的方式效果是一樣的，只是通過ps檢視時程序的名字會有所不同，直接執行時子程序名字為指令碼檔名，通過ksh93 test1.sh執行時，子程序名為ksh93。
其實第二種方式有時候是必要的，例如某些系統的載入器本身不能直接執行指令碼檔案，又如指令碼檔案本身不具有可執行許可權。
前面例子test1.sh是ksh指令碼，如果是awk，php，python...，過程也是完全一樣的。有一中指令碼也許看起來有點特殊，那就是bash，此時會導致bash啟動一個子bash程序，其實也就是看起來特殊，僅僅是因為子程序的名字和父程序一樣而已，本質上與其他型別的指令碼直譯器沒有任何區別。
(3)使用 . 命令執行指令碼（不生成子程序）
bash還提供了一種特殊的執行外部命令的方式，那就是使用自身程序去執行，而不是新建子程序。這時，指令碼檔案第一行指定的直譯器不起作用了。 這種方式的優點是無需建立子程序，當然效率高。其缺點也是明顯的，因為失去了程序的隔離，所以指令碼檔案會直接破壞bash程序，安全性差。例如如下指令碼： vim test1.sh1 #!/bin/ksh93
2 echo$$
3 exit
如果直接執行或者通過bash ./test1.sh執行，結果都是列印子程序號，然後退出子程序，回到互動式bash。 而如果通過. ./test.sh執行，則列印bash程序號後，bash自身退出了。 此種方式的主要作用是通過指令碼設定互動式bash自身的環境，如/etc/profile檔案就需要此種方式執行。 需要說明的是，此種方式不同於 exec ./test1.sh。