以前は /bin/true と /bin/false シェルの実際にはスクリプトでした。
たとえば、PDP/11 Unix システム 7 では:
$ ls -la /bin/true /bin/false
-rwxr-xr-x 1 bin 7 Jun 8 1979 /bin/false
-rwxr-xr-x 1 bin 0 Jun 8 1979 /bin/true
$
$ cat /bin/false
exit 1
$
$ cat /bin/true
$
現在、少なくとも bash で 、true と false コマンドは、シェル組み込みコマンドとして実装されます。したがって、false を使用する場合でも、デフォルトでは実行可能なバイナリ ファイルは呼び出されません と true bash のディレクティブ コマンド ラインと内部シェル スクリプト
bash から ソース、builtins/mkbuiltins.c :
char *posix_builtins[] =
{
"alias", "bg", "cd", "command", "**false**", "fc", "fg", "getopts", "jobs",
"kill", "newgrp", "pwd", "read", "**true**", "umask", "unalias", "wait",
(char *)NULL
};
また、@meuh コメントごとに:
$ command -V true false
true is a shell builtin
false is a shell builtin
true は高い確率でそう言えます。 と false 実行可能ファイルは、主に他のプログラムから呼び出されるために存在します .
これからは、答えは /bin/true に焦点を当てます coreutils からのバイナリ Debian 9 / 64 ビットのパッケージ。 (/usr/bin/true RedHat を実行しています。 RedHat と Debian は coreutils の両方を使用します パッケージは、後者のコンパイル済みバージョンを分析して、より手元に置いています)。
ソースファイル false.c でわかるように 、 /bin/false /bin/true と (ほぼ) 同じソースコードでコンパイルされます 代わりに EXIT_FAILURE (1) を返すだけなので、この回答は両方のバイナリに適用できます。
#define EXIT_STATUS EXIT_FAILURE
#include "true.c"
同じサイズの両方の実行可能ファイルによっても確認できるため:
$ ls -l /bin/true /bin/false
-rwxr-xr-x 1 root root 31464 Feb 22 2017 /bin/false
-rwxr-xr-x 1 root root 31464 Feb 22 2017 /bin/true
ああ、答え why are true and false so large? への直接の質問 最高のパフォーマンスを気にする差し迫った理由がなくなったからです。それらは bash にとって必須ではありません パフォーマンス、bash によって使用されなくなりました (スクリプト)。
サイズについても同様のコメントが当てはまります。現在使用している種類のハードウェアでは 26KB は重要ではありません。典型的なサーバー/デスクトップのスペースはもはや貴重ではなく、false に同じバイナリを使用することさえ気にしません。 と true coreutils を使用してディストリビューションに 2 回デプロイされているためです。 .
しかし、質問の真の精神に焦点を当てると、なぜこれほど単純で小さくあるべきものが、これほど大きくなってしまうのでしょうか?
/bin/true のセクションの実際の分布 これらのチャートが示すとおりです。メイン コードとデータは、26KB のバイナリのうち約 3KB になり、これは /bin/true のサイズの 12% になります。 .
true ユーティリティは実際、何年にもわたってより多くの粗悪なコードを取得しました。最も顕著なのは、--version の標準サポートです。 と --help .
ただし、それが非常に大きいことの (唯一の) 主な理由ではなく、(共有ライブラリを使用して) 動的にリンクされている間、coreutils で一般的に使用される汎用ライブラリの一部も持っていることです。 静的ライブラリとしてリンクされたバイナリ。 elf を構築するためのメタデータ 実行可能ファイルもバイナリのかなりの部分を占めており、今日の基準では比較的小さいファイルです。
残りの答えは、/bin/true の構成を詳述する次のチャートをどのように作成したかを説明するためのものです。 実行可能なバイナリ ファイルと、その結論に至った経緯
@Maks が言うように、バイナリは C からコンパイルされました。私のコメントによると、coreutils からのものであることも確認されています。 @Maks (同じソース、異なるリポジトリ - このリポジトリcoreutils の完全なソースがあるため、選択されました ライブラリ)
/bin/true のさまざまな構成要素を見ることができます ここにバイナリ (Debian 9 - coreutils からの 64 ビット) ):
$ file /bin/true
/bin/true: ELF 64-bit LSB shared object, x86-64, version 1 (SYSV), dynamically linked, interpreter /lib64/ld-linux-x86-64.so.2, for GNU/Linux 2.6.32, BuildID[sha1]=9ae82394864538fa7b23b7f87b259ea2a20889c4, stripped
$ size /bin/true
text data bss dec hex filename
24583 1160 416 26159 662f true
それらのうち：
- テキスト (通常はコード) は約 24KB
- データ (初期化された変数、ほとんどが文字列) は約 1KB
- bss (未初期化データ) 0.5KB
24KB のうち、約 1KB は 58 個の外部関数を修正するためのものです。
それでも、残りのコード用に約 23KB が残っています。実際のメイン ファイル - main()+usage() コードがコンパイルされた約 1KB であることを以下に示し、残りの 22KB が何に使用されるかを説明します。
readelf -S true でバイナリをさらに掘り下げる 、バイナリが 26159 バイトである一方で、実際にコンパイルされたコードは 13017 バイトであり、残りはさまざまなデータ/初期化コードであることがわかります。
ただし、true.c は話全体ではなく、そのファイルだけだと 13KB はかなり過剰に思えます。 main() で呼び出される関数を確認できます objdump -T true のエルフに見られる外部関数にリストされていないもの;次の場所にある機能:
- https://github.com/coreutils/gnulib/blob/master/lib/progname.c
- https://github.com/coreutils/gnulib/blob/master/lib/closeout.c
- https://github.com/coreutils/gnulib/blob/master/lib/version-etc.c
main() で外部にリンクされていない追加機能
- set_program_name()
- close_stdout()
- version_etc()
したがって、ライブラリが動的ライブラリを使用している間、私の最初の疑いは部分的に正しかったのですが、 /bin/true バイナリは大きい *some があるため 静的ライブラリが含まれています* (ただし、それだけが原因ではありません)。
通常、C コードのコンパイルはそれではありません そのようなスペースが考慮されていないため、効率が悪いため、最初は何かがおかしいのではないかと疑っていました.
余分なスペース (バイナリのサイズのほぼ 90%) は、実際には追加のライブラリ/elf メタデータです。
Hopper を使用してバイナリを逆アセンブル/逆コンパイルして関数がどこにあるかを理解すると、コンパイルされた true.c/usage() 関数のバイナリ コードは実際には 833 バイトであり、true.c/main() 関数は 225 バイトであることがわかります。バイト、これはおおよそ 1KB よりわずかに小さいです。静的ライブラリに埋め込まれているバージョン関数のロジックは、約 1KB です。
実際にコンパイルされた main()+usage()+version()+strings+vars は、約 3KB から 3.5KB しか使用していません。
皮肉なことに、このような小さくて質素なユーティリティが、上記の理由で規模が大きくなっています。
関連する質問:Linux バイナリが何をしているかを理解する
true.c 問題のある関数呼び出しを含む main():
int
main (int argc, char **argv)
{
/* Recognize --help or --version only if it's the only command-line
argument. */
if (argc == 2)
{
initialize_main (&argc, &argv);
set_program_name (argv[0]); <-----------
setlocale (LC_ALL, "");
bindtextdomain (PACKAGE, LOCALEDIR);
textdomain (PACKAGE);
atexit (close_stdout); <-----
if (STREQ (argv[1], "--help"))
usage (EXIT_STATUS);
if (STREQ (argv[1], "--version"))
version_etc (stdout, PROGRAM_NAME, PACKAGE_NAME, Version, AUTHORS, <------
(char *) NULL);
}
exit (EXIT_STATUS);
}
バイナリのさまざまなセクションの 10 進数のサイズ:
$ size -A -t true
true :
section size addr
.interp 28 568
.note.ABI-tag 32 596
.note.gnu.build-id 36 628
.gnu.hash 60 664
.dynsym 1416 728
.dynstr 676 2144
.gnu.version 118 2820
.gnu.version_r 96 2944
.rela.dyn 624 3040
.rela.plt 1104 3664
.init 23 4768
.plt 752 4800
.plt.got 8 5552
.text 13017 5568
.fini 9 18588
.rodata 3104 18624
.eh_frame_hdr 572 21728
.eh_frame 2908 22304
.init_array 8 2125160
.fini_array 8 2125168
.jcr 8 2125176
.data.rel.ro 88 2125184
.dynamic 480 2125272
.got 48 2125752
.got.plt 392 2125824
.data 128 2126240
.bss 416 2126368
.gnu_debuglink 52 0
Total 26211
readelf -S true の出力
$ readelf -S true
There are 30 section headers, starting at offset 0x7368:
Section Headers:
[Nr] Name Type Address Offset
Size EntSize Flags Link Info Align
[ 0] NULL 0000000000000000 00000000
0000000000000000 0000000000000000 0 0 0
[ 1] .interp PROGBITS 0000000000000238 00000238
000000000000001c 0000000000000000 A 0 0 1
[ 2] .note.ABI-tag NOTE 0000000000000254 00000254
0000000000000020 0000000000000000 A 0 0 4
[ 3] .note.gnu.build-i NOTE 0000000000000274 00000274
0000000000000024 0000000000000000 A 0 0 4
[ 4] .gnu.hash GNU_HASH 0000000000000298 00000298
000000000000003c 0000000000000000 A 5 0 8
[ 5] .dynsym DYNSYM 00000000000002d8 000002d8
0000000000000588 0000000000000018 A 6 1 8
[ 6] .dynstr STRTAB 0000000000000860 00000860
00000000000002a4 0000000000000000 A 0 0 1
[ 7] .gnu.version VERSYM 0000000000000b04 00000b04
0000000000000076 0000000000000002 A 5 0 2
[ 8] .gnu.version_r VERNEED 0000000000000b80 00000b80
0000000000000060 0000000000000000 A 6 1 8
[ 9] .rela.dyn RELA 0000000000000be0 00000be0
0000000000000270 0000000000000018 A 5 0 8
[10] .rela.plt RELA 0000000000000e50 00000e50
0000000000000450 0000000000000018 AI 5 25 8
[11] .init PROGBITS 00000000000012a0 000012a0
0000000000000017 0000000000000000 AX 0 0 4
[12] .plt PROGBITS 00000000000012c0 000012c0
00000000000002f0 0000000000000010 AX 0 0 16
[13] .plt.got PROGBITS 00000000000015b0 000015b0
0000000000000008 0000000000000000 AX 0 0 8
[14] .text PROGBITS 00000000000015c0 000015c0
00000000000032d9 0000000000000000 AX 0 0 16
[15] .fini PROGBITS 000000000000489c 0000489c
0000000000000009 0000000000000000 AX 0 0 4
[16] .rodata PROGBITS 00000000000048c0 000048c0
0000000000000c20 0000000000000000 A 0 0 32
[17] .eh_frame_hdr PROGBITS 00000000000054e0 000054e0
000000000000023c 0000000000000000 A 0 0 4
[18] .eh_frame PROGBITS 0000000000005720 00005720
0000000000000b5c 0000000000000000 A 0 0 8
[19] .init_array INIT_ARRAY 0000000000206d68 00006d68
0000000000000008 0000000000000008 WA 0 0 8
[20] .fini_array FINI_ARRAY 0000000000206d70 00006d70
0000000000000008 0000000000000008 WA 0 0 8
[21] .jcr PROGBITS 0000000000206d78 00006d78
0000000000000008 0000000000000000 WA 0 0 8
[22] .data.rel.ro PROGBITS 0000000000206d80 00006d80
0000000000000058 0000000000000000 WA 0 0 32
[23] .dynamic DYNAMIC 0000000000206dd8 00006dd8
00000000000001e0 0000000000000010 WA 6 0 8
[24] .got PROGBITS 0000000000206fb8 00006fb8
0000000000000030 0000000000000008 WA 0 0 8
[25] .got.plt PROGBITS 0000000000207000 00007000
0000000000000188 0000000000000008 WA 0 0 8
[26] .data PROGBITS 00000000002071a0 000071a0
0000000000000080 0000000000000000 WA 0 0 32
[27] .bss NOBITS 0000000000207220 00007220
00000000000001a0 0000000000000000 WA 0 0 32
[28] .gnu_debuglink PROGBITS 0000000000000000 00007220
0000000000000034 0000000000000000 0 0 1
[29] .shstrtab STRTAB 0000000000000000 00007254
000000000000010f 0000000000000000 0 0 1
Key to Flags:
W (write), A (alloc), X (execute), M (merge), S (strings), I (info),
L (link order), O (extra OS processing required), G (group), T (TLS),
C (compressed), x (unknown), o (OS specific), E (exclude),
l (large), p (processor specific)
objdump -T true の出力 (実行時に動的にリンクされる外部関数)
$ objdump -T true
true: file format elf64-x86-64
DYNAMIC SYMBOL TABLE:
0000000000000000 DF *UND* 0000000000000000 GLIBC_2.2.5 __uflow
0000000000000000 DF *UND* 0000000000000000 GLIBC_2.2.5 getenv
0000000000000000 DF *UND* 0000000000000000 GLIBC_2.2.5 free
0000000000000000 DF *UND* 0000000000000000 GLIBC_2.2.5 abort
0000000000000000 DF *UND* 0000000000000000 GLIBC_2.2.5 __errno_location
0000000000000000 DF *UND* 0000000000000000 GLIBC_2.2.5 strncmp
0000000000000000 w D *UND* 0000000000000000 _ITM_deregisterTMCloneTable
0000000000000000 DF *UND* 0000000000000000 GLIBC_2.2.5 _exit
0000000000000000 DF *UND* 0000000000000000 GLIBC_2.2.5 __fpending
0000000000000000 DF *UND* 0000000000000000 GLIBC_2.2.5 textdomain
0000000000000000 DF *UND* 0000000000000000 GLIBC_2.2.5 fclose
0000000000000000 DF *UND* 0000000000000000 GLIBC_2.2.5 bindtextdomain
0000000000000000 DF *UND* 0000000000000000 GLIBC_2.2.5 dcgettext
0000000000000000 DF *UND* 0000000000000000 GLIBC_2.2.5 __ctype_get_mb_cur_max
0000000000000000 DF *UND* 0000000000000000 GLIBC_2.2.5 strlen
0000000000000000 DF *UND* 0000000000000000 GLIBC_2.4 __stack_chk_fail
0000000000000000 DF *UND* 0000000000000000 GLIBC_2.2.5 mbrtowc
0000000000000000 DF *UND* 0000000000000000 GLIBC_2.2.5 strrchr
0000000000000000 DF *UND* 0000000000000000 GLIBC_2.2.5 lseek
0000000000000000 DF *UND* 0000000000000000 GLIBC_2.2.5 memset
0000000000000000 DF *UND* 0000000000000000 GLIBC_2.2.5 fscanf
0000000000000000 DF *UND* 0000000000000000 GLIBC_2.2.5 close
0000000000000000 DF *UND* 0000000000000000 GLIBC_2.2.5 __libc_start_main
0000000000000000 DF *UND* 0000000000000000 GLIBC_2.2.5 memcmp
0000000000000000 DF *UND* 0000000000000000 GLIBC_2.2.5 fputs_unlocked
0000000000000000 DF *UND* 0000000000000000 GLIBC_2.2.5 calloc
0000000000000000 DF *UND* 0000000000000000 GLIBC_2.2.5 strcmp
0000000000000000 w D *UND* 0000000000000000 __gmon_start__
0000000000000000 DF *UND* 0000000000000000 GLIBC_2.14 memcpy
0000000000000000 DF *UND* 0000000000000000 GLIBC_2.2.5 fileno
0000000000000000 DF *UND* 0000000000000000 GLIBC_2.2.5 malloc
0000000000000000 DF *UND* 0000000000000000 GLIBC_2.2.5 fflush
0000000000000000 DF *UND* 0000000000000000 GLIBC_2.2.5 nl_langinfo
0000000000000000 DF *UND* 0000000000000000 GLIBC_2.2.5 ungetc
0000000000000000 DF *UND* 0000000000000000 GLIBC_2.2.5 __freading
0000000000000000 DF *UND* 0000000000000000 GLIBC_2.2.5 realloc
0000000000000000 DF *UND* 0000000000000000 GLIBC_2.2.5 fdopen
0000000000000000 DF *UND* 0000000000000000 GLIBC_2.2.5 setlocale
0000000000000000 DF *UND* 0000000000000000 GLIBC_2.3.4 __printf_chk
0000000000000000 DF *UND* 0000000000000000 GLIBC_2.2.5 error
0000000000000000 DF *UND* 0000000000000000 GLIBC_2.2.5 open
0000000000000000 DF *UND* 0000000000000000 GLIBC_2.2.5 fseeko
0000000000000000 w D *UND* 0000000000000000 _Jv_RegisterClasses
0000000000000000 DF *UND* 0000000000000000 GLIBC_2.2.5 __cxa_atexit
0000000000000000 DF *UND* 0000000000000000 GLIBC_2.2.5 exit
0000000000000000 DF *UND* 0000000000000000 GLIBC_2.2.5 fwrite
0000000000000000 DF *UND* 0000000000000000 GLIBC_2.3.4 __fprintf_chk
0000000000000000 w D *UND* 0000000000000000 _ITM_registerTMCloneTable
0000000000000000 DF *UND* 0000000000000000 GLIBC_2.2.5 mbsinit
0000000000000000 DF *UND* 0000000000000000 GLIBC_2.2.5 iswprint
0000000000000000 w DF *UND* 0000000000000000 GLIBC_2.2.5 __cxa_finalize
0000000000000000 DF *UND* 0000000000000000 GLIBC_2.3 __ctype_b_loc
0000000000207228 g DO .bss 0000000000000008 GLIBC_2.2.5 stdout
0000000000207220 g DO .bss 0000000000000008 GLIBC_2.2.5 __progname
0000000000207230 w DO .bss 0000000000000008 GLIBC_2.2.5 program_invocation_name
0000000000207230 g DO .bss 0000000000000008 GLIBC_2.2.5 __progname_full
0000000000207220 w DO .bss 0000000000000008 GLIBC_2.2.5 program_invocation_short_name
0000000000207240 g DO .bss 0000000000000008 GLIBC_2.2.5 stderr
実装はおそらく GNU coreutils から来ています。これらのバイナリは C からコンパイルされています。デフォルトよりも小さくするための特別な努力はされていません。
true の簡単な実装をコンパイルしてみてください。 サイズがすでに数 KB になっていることに気付くでしょう。たとえば、私のシステムでは:
$ echo 'int main() { return 0; }' | gcc -xc - -o true
$ wc -c true
8136 true
もちろん、バイナリはさらに大きくなります。これは、コマンド ライン引数もサポートしているためです。 /usr/bin/true --help を実行してみてください または /usr/bin/true --version .
文字列データに加えて、バイナリにはコマンド ライン フラグなどを解析するロジックが含まれています。これにより、約 20 KB のコードが追加されるようです。
参考までに、ソース コードは http://git.savannah.gnu.org/cgit/coreutils.git/tree/src/true.c にあります。
それらをコア機能に落としてアセンブラーで書くと、はるかに小さなバイナリが生成されます。
元の true/false バイナリは C で記述されており、その性質上、さまざまなライブラリ + シンボル参照が取り込まれます。 readelf -a /bin/true を実行した場合 これはかなり目立ちます。
352 削除された ELF 静的実行可能ファイルのバイト数 (コードサイズの asm を最適化することで、数バイトを節約する余地があります)。
$ more true.asm false.asm
::::::::::::::
true.asm
::::::::::::::
global _start
_start:
mov ebx,0
mov eax,1 ; SYS_exit from asm/unistd_32.h
int 0x80 ; The 32-bit ABI is supported in 64-bit code, in kernels compiled with IA-32 emulation
::::::::::::::
false.asm
::::::::::::::
global _start
_start:
mov ebx,1
mov eax,1
int 0x80
$ nasm -f elf64 true.asm && ld -s -o true true.o # -s means strip
$ nasm -f elf64 false.asm && ld -s -o false false.o
$ ll true false
-rwxrwxr-x. 1 steve steve 352 Jan 25 16:03 false
-rwxrwxr-x. 1 steve steve 352 Jan 25 16:03 true
$ ./true ; echo $?
0
$ ./false ; echo $?
1
$
または、少し厄介で独創的なアプローチ (stalkr に称賛) を使用して、独自の ELF ヘッダーを作成し、132 に減らします。 127 バイト。ここからコード ゴルフの領域に入ります。
$ cat true2.asm
BITS 64
org 0x400000 ; _start is at 0x400080 as usual, but the ELF headers come first
ehdr: ; Elf64_Ehdr
db 0x7f, "ELF", 2, 1, 1, 0 ; e_ident
times 8 db 0
dw 2 ; e_type
dw 0x3e ; e_machine
dd 1 ; e_version
dq _start ; e_entry
dq phdr - $$ ; e_phoff
dq 0 ; e_shoff
dd 0 ; e_flags
dw ehdrsize ; e_ehsize
dw phdrsize ; e_phentsize
dw 1 ; e_phnum
dw 0 ; e_shentsize
dw 0 ; e_shnum
dw 0 ; e_shstrndx
ehdrsize equ $ - ehdr
phdr: ; Elf64_Phdr
dd 1 ; p_type
dd 5 ; p_flags
dq 0 ; p_offset
dq $$ ; p_vaddr
dq $$ ; p_paddr
dq filesize ; p_filesz
dq filesize ; p_memsz
dq 0x1000 ; p_align
phdrsize equ $ - phdr
_start:
xor edi,edi ; int status = 0
; or mov dil,1 for false: high bytes are ignored.
lea eax, [rdi+60] ; rax = 60 = SYS_exit, using a 3-byte instruction: base+disp8 addressing mode
syscall ; native 64-bit system call, works without CONFIG_IA32_EMULATION
; less-golfed version:
; mov edi, 1 ; for false
; mov eax,252 ; SYS_exit_group from asm/unistd_64.h
; syscall
filesize equ $ - $$ ; used earlier in some ELF header fields
$ nasm -f bin -o true2 true2.asm
$ ll true2
-rw-r--r-- 1 peter peter 127 Jan 28 20:08 true2
$ chmod +x true2 ; ./true2 ; echo $?
0
$