关于shell脚本#!的说明

Unix环境下的shell脚本通常都是#!/bin/sh开头，那么这句描述符究竟是什么含义呢，我试图解答这个问题。

#!出现的位置

首先#!必须出现在shell脚本的开头位置，后面跟一个shell解析器，比如/bin/sh，或者/bin/bash，或者/usr/bin/ksh, 等等.

看一个例子

$ cat a.sh
#!/bin/bash
readlink /proc/$$/exe
$ ./a.sh
/bin/bash

我们看到 a.sh使用的可执行程序是/bin/bash，这个/bin/bash是在a.sh文件里面通过#!指定的。

再看另一个例子a.out

$ cat a.c
#include 

int main()
{
    printf("Hello a.out!\n");
    return 0;
}
$ gcc t.c
$ ./a.out
Hello a.out!
$ bash ./a.out
./a.out: ./a.out: cannot execute binary file

a.out是一个可执行程序(ELF格式)，它可以独自运行，但是不能通过一个shell来运行。

分析

#!实际上就是文件的魔数(magic number)
我们知道ELF格式为文件头4个字符是".ELF"，即(0x 7f 45 4c 46)，而其实字符"#!"是shell脚本文件的魔数，即(0x 23 21)，因为shell脚本是文本文件，#!就是两个可读的魔数字符。

这个魔数是干什么用的呢？它是被操作系统exec系列函数使用的，exec函数需要加载一个文件时，它会读取文件开头魔数域，如果是".ELF"，那么就是一个ELF格式的可执行文件，如果是"#!"那么就是一个脚本文件，然后再从"#!"后面继续读取脚本解析器，最后调用脚本解析器可执行程序，并把脚本本身作为参数传递给他。

注意

1. 如果shell脚本的命令行中已经有脚本解析器了，那么脚本中的"#!"内容将被丢弃，而采用命令行中的解析器。
   例如

$ /bin/tcsh a.sh
/bin/tcsh
$ /usr/local/bin/pdksh a.sh
/usr/local/bin/pdksh
$ /bin/ksh a.sh
/bin/readlink

2. 如果shell脚本中没有魔数"#!"怎么办
   shell使用当前的shell来处理。

$ cat a.sh
readlink /proc/$$/exe
$ ./a.sh
/bin/bash
$ echo $SHELL
/bin/bash

3. 对于一般文件的加载过程

$ ./file格式

当前shell会读取文件file的魔数

• 如果是".ELF"，二进制可执行程序，安装ELF文件处理
  • 区分.o, .so, etc.
• 如果是"#!"，那么加载魔数后面指定的可执行程序，并把file作为参数传递过去。
• 其它：file会作为一个当前shell类型的脚本运行，即试图把path_to_file的内容按照脚本来解释执行。

4. sh file格式
   注意这种格式要求file必须是一个shell脚本，不能是二进制可执行程序。
   如果file是一个二进制格式文件，则可以采用格式：sh -c file
   对于后一种格式，其实不管file是一个脚本还是一个二进制可执行程序，都可以运行。

我也不清楚为什么sh file格式不能支持file是二进制可执行程序，理论上sh还是可以去分析file的魔数，从而判断file的类型，然后做区分处理。

Refer to:

https://en.wikipedia.org/wiki/Shebang_(Unix)