魔数、“#!” 与 “bad interpreter”

魔数

很多类型的文件其文件起始的几个字节的内容是固定的（或是有意填充，或是本就如此）。因此这几个字节的内容也被称为魔数 (magic number，还有别的意思)，因为根据这几个字节的内容就可以确定文件类型。例如 FreeBSD 上 ELF 文件的 magic number 就是文件的前四个字节依次为"7f 45 4c 46"，对应的ascii字符串即 "^?ELF"。tar 文件的 magic number 是从第257个字节起为 "ustar"。Unix 命令 "file" 应该就是利用这个原理工作的。

#!

#! 应该也算是一个魔数，当系统（不是 shell）读到文件头两字节的内容为 #! 时就知道该调用指定的程序来解释执行这个脚本。这也解释了为什么 #! 只有在文件的头两个字节才生效，否则被当成普通注释。依我看选择 #! 还是很有道理的：

• 大部分脚本语言中 '#' 表示注释，这样 #! 这一行就会自动被脚本语言的解释器忽略掉。
• '!' 有执行的意思。

可以想象，系统遇到 #! 的处理过程肯定是先将 #! 之后的内容按空格分解，然后调用 exec 函数中某一种。分解后的得到第一个元素作为可执行程序名传给 exec ，剩下的和命令行参数都作为参数转给。所以实际上 #! 指定的不必是某个脚本语言解释器，任何能正确处理参数的程序都行。

$ cat test.sh
#!/bin/cat

$ ./test.sh
#!/bin/cat

$ cat hello.txt
Hello

$ ./test.sh hello.txt
#!/bin/cat
Hello

$ cat test1.sh
#!/bin/ls -l

$ ./test1.sh
-rwxr-xr-x 1 lungangf 4294967295 14 Mar 22 12:35 ./test1.sh

bad interpreter

前不久有同事的脚本表面上看完全正确，但运行时却报如下错误（redhat 2.4.21)：

$ ./test.sh
: bad interpreter: No such file or directory

我用Emacs打开脚本文件，发现Emacs的mode-line上提示该文件为DOS格式，即换行符实际上由回车＋换行组成。把文件转成unix格式后再运行，错误消失。经过多次试验发现在solaris和linux上都类似的规律：

如果脚本指定了脚本解释器（第一行形如“#!/bin/bash”)，脚本的格式（DOS/Unix)必须正确；否则，脚本的换行格式无所谓，或者说bash对两种格式都认。

例如(bad.sh和ok.sh均为DOS格式)：

$ cat bad.sh
#!/bin/bash
echo "hello1"
echo "hello2"
$ ./bad.sh
: bad interpreter: No such file or directory
$ cat ok.sh
echo "ok1"
echo "ok2"
$ ./ok.sh
ok1
ok2

有了之前的铺垫，这个原因就比较清楚了。DOS格式文件的换行实际上是两个字符：回车(\r，通常显示成 ^M) + 换行 (\n)，而 Unix 系统把 '\r' 当成一个普通字符处理，所以认为要执行的程序是 "/bin/bash^M"，这个自然要报错。如果在行尾加上几个空格，那 ^M 就被当成参数了。在 FreeBSD 上错误提示相对就比较清楚一些：

[lgfang@lgfang ~/tmp]$ ./test.sh
-bash: ./test.sh: /usr/local/bin/bash^M: bad interpreter: No such file
or directory
[lgfang@lgfang ~/tmp]$ ./test1.sh
: No such file or directory