解释器文件

解释器文件，是一种文本文件，例如 PHP 写的解释器文件 demo.php。

#!/usr/bin/php
<?php

echo 'Hello World!'

chmod u+x demo.php 赋予可执行权限，即可直接以 ./demo.php 执行。

解释器，是可执行文件 ELF，例如 /usr/bin/php。

bash 进程启动过程

bash 进程是如何创建的？

1. 直接在 centos、ubuntu等终端直接登录，由 login 服务开启 bash 进程。

2. 通过网络方式登录到 shell 终端，由 sshd 服务开启 bash 进程。

   sshd 服务默认监听 22 端口。

进程观察的几个命令：

1. pstree 查看 Linux 进程间的关系，显示进程树。

   pstree -ap：

       ├─sshd,9408
       │   └─sshd,444836    
       │       └─bash,444875
       │           └─pstree,444893 -ap
   

   ctrl+c 产生一个中断信号，退出当前终端正在执行的进程。

   ctrl+z 把当前台进程丢到后台去暂停。

2. strace，跟踪系统调用和信号。

   通过 strace -f -s 65500 -p 9408 -o ssh.log 追踪 pid = 9408 的 sshd 进程的系统调用，来分析 bash 进程是如何创建的。

   strace: Process 9408 attached
   strace: Process 447115 attached
   
   ...
   
   strace: Process 447151 attached
   ^Cstrace: Process 9408 detached
   strace: Process 447115 detached
   strace: Process 447143 detached
   

   ssh.log 部分内容：

   9408  select(95, [3], NULL, NULL, NULL) = 1 (in [3])
   9408  accept(3, {sa_family=AF_INET, sin_port=htons(4143), sin_addr=inet_addr("1xx.1x9.xx3.1xx")}, [128->16]) = 4
   // accept 用来接收一个 socket 客户端连接
   
   ...
   
   9408  clone(child_stack=NULL, flags=CLONE_CHILD_CLEARTID|CLONE_CHILD_SETTID|SIGCHLD, child_tidptr=0x7f1fc4482210) = 447115
   // clone = fork 用来创建一个子进程
   
   447115 execve("/usr/sbin/sshd", ["/usr/sbin/sshd", "-D", "-R"], 0x55d325ea09c0 /* 7 vars */) = 0
   // execve 用来执行一个程序
   
   447115 clone(child_stack=NULL, flags=CLONE_CHILD_CLEARTID|CLONE_CHILD_SETTID|SIGCHLD <unfinished ...>
   447143 set_robust_list(0x7fa0e70b0220, 24 <unfinished ...>
   447115 <... clone resumed>, child_tidptr=0x7fa0e70b0210) = 447143
   447143 <... set_robust_list resumed>)   = 0
   // 创建子进程 447143
   
   ...
   
   447143 execve("/bin/bash", ["-bash"], 0x563bf3853680 /* 25 vars */) = 0
   // 执行 bash 程序
   

   a. 通过 accept 接收 ssh 客户端连接；

   b. 通过 clone 创建一个子进程；

   c. 通过 execve 执行 sshd 程序；

   d. 创建一个子进程；

   e. 执行 bash 程序。

解释器文件在 bash 中运行的过程

通过 strace -f -s 65500 -o demo_with_php.log php demo3.php 追踪 php demo3.php 形式的运行过程：

demo_with_php.log 部分内容：

// system call
505   execve("/usr/bin/php", ["php", "demo3.php"], 0x7ffdaed67dc0 /* 53 vars */) = 0

...

// 打开解释器文件
505   openat(AT_FDCWD, "demo3.php", O_RDONLY) = 3

...

// 读取解释器文件
505   read(3, "#!/usr/bin/php\n<?php\n\necho \"Hello World!\";\n", 4096) = 43

// 解释执行
505   close(3)                          = 0
505   write(1, "Hello World!", 12)      = 12
505   close(0)                          = 0

通过 strace -f -s 65500 -o demo.log php demo3.php 追踪 php demo3.php 形式的运行过程：

demo.log 部分内容：

// execve 函数在载入文件的时候，一般是当做 ELF 可执行文件载入，读取 ELF Header。
// 如果不是 ELF 文件，就当做解释器文件读取文件的第一行，得到解释器的完整路径。
596   execve("./demo3.php", ["./demo3.php"], 0x7ffd6a87e5f8 /* 53 vars */) = 0

...

// 打开解释器文件
596   openat(AT_FDCWD, "./demo3.php", O_RDONLY) = 3

...

// 解释执行
596   read(3, "#!/usr/bin/php\n<?php\n\necho \"Hello World!\";\n", 4096) = 43
596   close(3)                          = 0
596   write(1, "Hello World!", 12)      = 12
596   close(0)