为什么“ps ax”找不到正在运行的没有“#!”的 bash 脚本？头？

Question

当我运行这个脚本时，打算一直运行直到被杀死......

# foo.sh

while true; do sleep 1; done

...我无法找到它使用ps ax：

>./foo.sh

// In a separate shell:
>ps ax | grep foo.sh
21110 pts/3    S+     0:00 grep --color=auto foo.sh

...但如果我只是将常见的“ #!”头添加到脚本中...

#! /usr/bin/bash
# foo.sh

while true; do sleep 1; done

...然后脚本可以通过相同的ps命令找到...

>./foo.sh

// In a separate shell:
>ps ax | grep foo.sh
21319 pts/43   S+     0:00 /usr/bin/bash ./foo.sh
21324 pts/3    S+     0:00 grep --color=auto foo.sh

为什么会这样？
这可能是一个相关的问题：我认为“ #”只是一个评论前缀，如果是这样，“ #! /usr/bin/bash”本身只不过是一个评论。但是“ #!”是否具有比评论更重要的意义？

Answer 1

当当前交​​互式 shell 是bash，并且您运行一个没有#!-line的脚本时，bash将运行该脚本。该过程将在ps ax输出中显示为bash.

$ cat foo.sh
# foo.sh

echo "$BASHPID"
while true; do sleep 1; done

$ ./foo.sh
55411

在另一个终端：

$ ps -p 55411
  PID TT  STAT       TIME COMMAND
55411 p2  SN+     0:00.07 bash

有关的：

• 哪个 shell 解释器运行一个没有 shebang 的脚本？

相关章节构成bash手册：

如果此执行失败，因为文件不是可执行格式，并且文件不是目录，则假定它是 shell script，一个包含 shell 命令的文件。 产生一个子shell来执行它。这个子shell重新初始化自己，所以效果就像一个新的shell被调用来处理脚本，除了父级记住的命令的位置（参见下面SHELL BUILTIN COMMANDS下的哈希）由子级保留。

如果程序是以 开头的文件#!，则第一行的其余部分指定程序的解释器。 shell在自己不处理此可执行格式的操作系统上执行指定的解释器。[...]

这意味着./foo.sh在命令行上运行，当foo.sh没有#!-line 时，与在子 shell 中运行文件中的命令相同，即作为

$ ( echo "$BASHPID"; while true; do sleep 1; done )

用适当的线#!指向 eg /bin/bash，它就像做

$ /bin/bash foo.sh

Answer 2

当 shell 脚本以 开头时#!，就 shell 而言，第一行是注释。然而，前两个字符对系统的另一部分有意义：内核。这两个字符#!被称为shebang。要了解shebang的作用，您需要了解程序是如何执行的。

从文件执行程序需要内核的操作。这是作为execve系统调用的一部分完成的。内核需要验证文件权限，释放与当前正在调用进程中运行的可执行文件相关的资源（内存等），为新的可执行文件分配资源，并将控制权转移给新程序（以及更多需要执行的操作）我就不提了）。该execve系统调用替换当前运行的进程的代码; 有一个单独的系统调用fork来创建一个新进程。

为此，内核必须支持可执行文件的格式。该文件必须包含机器代码，以内核理解的方式组织。shell 脚本不包含机器代码，因此不能以这种方式执行。

shebang 机制允许内核将解释代码的任务推迟到另一个程序。当内核看到可执行文件以 开头时#!，它会读取接下来的几个字符并将文件的第一行（减去前导#!和可选空格）解释为另一个文件的路径（加上参数，我不会在这里讨论）。当内核被告知要执行该文件/my/script，并且它看到该文件以该行开头时#!/some/interpreter，内核就会执行/some/interpreter该参数/my/script。然后由它/some/interpreter来决定/my/script它应该执行的脚本文件。

如果文件既不包含内核可以理解的格式的本机代码，也不以 shebang 开头怎么办？那么，该文件不可执行，execve系统调用失败并显示错误代码ENOEXEC（可执行格式错误）。

这可能是故事的结尾，但大多数 shell 实现了后备功能。如果内核返回ENOEXEC，shell 会查看文件的内容并检查它是否看起来像 shell 脚本。如果 shell 认为文件看起来像 shell 脚本，它会自行执行它。它如何执行此操作的详细信息取决于外壳。您可以通过添加ps $$脚本来查看发生的一些事情，并通过使用strace -p1234 -f -eprocess1234 是 shell 的 PID来观察进程来查看更多信息。

在 bash 中，这种回退机制是通过调用fork而不是execve. 子 bash 进程自行清除其内部状态并打开新的脚本文件以运行它。因此，运行脚本的进程仍然使用原始 bash 代码映像和最初调用 bash 时传递的原始命令行参数。ATT ksh 的行为方式相同。

% bash --norc
bash-4.3$ ./foo.sh 
  PID TTY      STAT   TIME COMMAND
21913 pts/2    S+     0:00 bash --norc

相反，DashENOEXEC通过调用/bin/sh作为参数传递的脚本路径来做出反应。换句话说，当您从 dash 执行 shebangless 脚本时，它的行为就像脚本有一个带有#!/bin/sh. Mksh 和 zsh 的行为方式相同。

% dash
$ ./foo.sh
  PID TTY      STAT   TIME COMMAND
21427 pts/2    S+     0:00 /bin/sh ./foo.sh