Пользователь с Reddit под ником mathisweirdaf поделился интересными наблюдениями:
$ ls -lh /usr/bin/{test,[}
-rwxr-xr-x 1 root root 59K Sep 5 2019 '/usr/bin/['
-rwxr-xr-x 1 root root 55K Sep 5 2019 /usr/bin/test
[ и test должны быть псевдонимами друг друга, и все же между исполняющими их файлами из GNU coreutils наблюдается разница в 4Кб. Почему?
Во-первых, для всех, кого это удивило: да, существует /usr/bin/[. По этой теме у меня есть отдельная статья (англ.), но я все же коротко поясню:
Когда вы пишите if [ -e /etc/passwd ]; then .. эта скобка выступает не синтаксисом оболочки, а просто стандартной командой с забавным именем. Обычно она встроена в оболочку, но иногда может реализовываться через /usr/bin/[. Это объясняет многое из ее загадочного поведения, например, почему она чувствительна к пробелам: [1=2] оказывается не более валидно, чем ls-l/tmp.
Тем не менее откуда возникает разница в размере? Можно сравнить вывод objdump, чтобы увидеть, куда помещаются данные. Вот выдержка из objdump -h /usr/bin/[:
size offset
15 .text 00006e82 0000000000002640 0000000000002640 00002640 2**4
16 .fini 0000000d 00000000000094c4 00000000000094c4 000094c4 2**2
17 .rodata 00001e4c 000000000000a000 000000000000a000 0000a000 2**5
А вот objdump -h /usr/bin/test:
15 .text 000068a2 0000000000002640 0000000000002640 00002640 2**4
16 .fini 0000000d 0000000000008ee4 0000000000008ee4 00008ee4 2**2
17 .rodata 00001aec 0000000000009000 0000000000009000 00009000 2**5
Здесь мы видим, что сегмент .text (скомпилированный исполняемый код) на 1504 байта больше, в то время как .rodata (постоянные значения и строки) больше на 864 байта.
Суть в том, что увеличенный размер сегмента .text вынуждает его перемещаться из 8000 в 9000, пересекая границу размера страницы 0х1000 (4096) и, следовательно, смещая все другие сегменты на 4096 байтов. Именно эту разницу в размере мы и наблюдаем.
Единственное номинальное отличие между [ и test в том, что [ требует наличия ] в качестве заключительного аргумента. Проверка этого потребовала бы минимальное количество кода, так зачем все же используются те самые ~1500 байтов?
Поскольку сложно просматривать отделенные исполнительные файлы, я создал собственную копию coreutils и сравнил список функций в каждом:
$ diff -u <(nm -S --defined-only src/[ | cut -d ' ' -f 2-) <(nm -S --defined-only src/test | cut -d ' ' -f 2-)
--- /dev/fd/63 2021-02-02 20:21:35.337942508 -0800
+++ /dev/fd/62 2021-02-02 20:21:35.341942491 -0800
@@ -37,7 +37,6 @@
D __dso_handle
d _DYNAMIC
D _edata
-0000000000000099 T emit_bug_reporting_address
B _end
0000000000000004 D exit_failure
0000000000000008 b file_name
@@ -63,7 +62,7 @@
0000000000000022 T locale_charset
0000000000000014 T __lstat
0000000000000014 t lstat
-0000000000000188 T main
+00000000000000d1 T main
000000000000000b T make_timespec
0000000000000004 d nslots
0000000000000022 t one_argument
@@ -142,16 +141,10 @@
0000000000000032 T umaxtostr
0000000000000013 t unary_advance
00000000000004e5 t unary_operator
-00000000000003d2 T usage
+0000000000000428 T usage
0000000000000d2d T vasnprintf
0000000000000013 T verror
00000000000000ae T verror_at_line
-0000000000000008 D Version
-00000000000000ab T version_etc
-0000000000000018 T version_etc_ar
-000000000000042b T version_etc_arn
-000000000000002f R version_etc_copyright
-000000000000007a T version_etc_va
000000000000001c r wide_null_string.2840
0000000000000078 T x2nrealloc
000000000000000e T x2realloc
Главные участники – это функции version_etc*. Что они делают?
Давайте посмотрим:
/* The three functions below display the --version information the
standard way [...]
Это 260 строк развернутых, интернационализированных, условных способов форматирования данных, которые составляют вывод --version. Все вместе они занимают около bc <<< "ibase=16; 7A+2F+42B+18+AB+8+99" = 1592 байтов.
Что это значит? Все просто. Дополнительные 4Кб уходят вот на что:
$ /usr/bin/[ --version
[ (GNU coreutils) 8.30
Copyright (C) 2018 Free Software Foundation, Inc.
License GPLv3+: GNU GPL version 3 or later <https://gnu.org/licenses/gpl.html>.
This is free software: you are free to change and redistribute it.
There is NO WARRANTY, to the extent permitted by law.
Written by Kevin Braunsdorf and Matthew Bradburn.
[ --version недостает заключительной ], поэтому вызов оказывается недействительным, и результат определяется реализацией. GNU спокойно позволяет вывести информацию о версии.
Тем временем /usr/bin/test --version оказывается действительным вызовом, и POSIX предписывает, чтобы она возвращала успех, когда первый параметр (--version) является не пустой строкой.
Эта разница даже упоминается в документации:
Примечание: [ отвечает за опции --help и --version, а test нет.
test рассматривает каждую из них просто как непустую строку.Загадка разгадана!
(Задачка: каковы будут последствия, если вопреки POSIX test будет поддерживать --help и --version?)
Автор: Дмитрий Брайт
