在 shell 脚本中处理 64 位整数

Question

我正在尝试计算以太网接口上使用的带宽（1000 Mbit/s）。为了测试我的脚本，我使用iperf工具来生成巨大的带宽。

我现在面临的问题是，当eth0_rx1与eth0_rx2变得其比最大32位的值大的值。我得到的差异为 0。

不知何故

printf 'eth0 Download rate: %s B/s\n' "$((eth0_rx2-eth0_rx1))"

给出了正确的值，但是当尝试使用

eth0_diff=expr $eth0_rx2 - $eth0_rx1

我得到的值为 0。

有没有办法处理超过 32 位rx_bytes或tx_bytes超过 32 位的情况？

我不确定这是计算已用带宽的优雅方法。如果没有，请建议其他替代方法。

示例输出：

eth0_rx1 = 2134947002 \
eth0_rx2= 2159752166 \
eth0 Download rate: 24805164 B/s \
eth0_diff = 12536645 \
eth0_rx_kB = 12242 \
eth0_rx_kB_100 = 1224200 \
eth0_rx_kB_BW = 9

eth0_rx1 = 2159752166 \
eth0_rx2= 2184557522 \
eth0 Download rate: 24805356 B/s \
eth0_diff = 0 \
eth0_rx_kB = 0 \
eth0_rx_kB_100 = 0 \
eth0_rx_kB_BW = 0

使用的脚本：

#!/bin/sh

eth0_rx1=$(cat /sys/class/net/eth0/statistics/rx_bytes)
while sleep 1; do
    eth0_rx2=$(cat /sys/class/net/eth0/statistics/rx_bytes)
    echo "eth0_rx1 = $eth0_rx1"
    echo "eth0_rx2= $eth0_rx2"
    printf 'eth0 Download rate: %s B/s\n' "$((eth0_rx2-eth0_rx1))"

    eth0_diff=`expr $eth0_rx2 - $eth0_rx1`
    echo "eth0_diff = $eth0_diff"

    #convert bytes to Kilo Bytes
    eth0_rx_kB=`expr $eth0_diff / 1024`
    echo "eth0_rx_kB = $eth0_rx_kB"

    #bandwidth calculation
    eth0_rx_kB=`expr $eth0_rx_kB \* 100`
    echo "eth0_rx_kB_100 = $eth0_rx_kB"
    #125000 = 1000 Mbit/s
    eth0_rx_kB=`expr $eth0_rx_kB / 125000`
    echo "eth0_rx_kB_BW = $eth0_rx_kB"

    eth0_rx1=$eth0_rx2
    eth2_rx1=$eth2_rx2
done

Answer 1

鉴于这printf 'eth0 Download rate: %s B/s\n' "$((eth0_rx2-eth0_rx1))"给了您正确的值，只要整数算术足够好，您就会得到答案：$((eth0_rx2-eth0_rx1))，即 shell 算术。

许多 shell，尤其是 Bash，使用64 位整数，即使在 32 位平台上也是如此。

因此：

    eth0_diff=$((eth0_rx2 - eth0_rx1))
...
    eth0_rx_kB=$((eth0_diff / 1024))
...
    eth0_rx_kB=$((eth0_rx_kB * 100))
...
    eth0_rx_kB=$((eth0_rx_kB / 125000))

GNUexpr 可以支持任意精度算术，如果它是用 GNU MP 库构建的。在其他情况下，它使用本机整数，显然在您的系统上（假设您使用的是 GNU expr），它们的大小为 32 位。其他实现可能有类似的限制。

Answer 2

bash 确实使用 64 位整数：

$echo $((2**63-1))
9223372036854775807
$echo $((2**63))
-9223372036854775808