GNU/Linux >> Belajar Linux >  >> Linux

Linux – Mengapa Benar Dan Salah Begitu Besar?

Setelah mengetahui bahwa beberapa perintah umum (seperti read ) sebenarnya adalah bawaan Bash (dan ketika menjalankannya di Prompt, saya sebenarnya menjalankan skrip Shell dua baris yang hanya meneruskan ke bawaan), saya mencari untuk melihat apakah hal yang sama berlaku untuk true dan false .

Yah, mereka pasti biner.

sh-4.2$ which true
/usr/bin/true
sh-4.2$ which false
/usr/bin/false
sh-4.2$ file /usr/bin/true
/usr/bin/true: ELF 64-bit LSB executable, x86-64, version 1 (SYSV), dynamically linked (uses shared libs), for GNU/Linux 2.6.32, BuildID[sha1]=2697339d3c19235
06e10af65aa3120b12295277e, stripped
sh-4.2$ file /usr/bin/false
/usr/bin/false: ELF 64-bit LSB executable, x86-64, version 1 (SYSV), dynamically linked (uses shared libs), for GNU/Linux 2.6.32, BuildID[sha1]=b160fa513fcc13
537d7293f05e40444fe5843640, stripped
sh-4.2$

Namun, apa yang saya temukan paling mengejutkan adalah ukurannya. Saya berharap mereka masing-masing hanya beberapa byte, karena true pada dasarnya hanya exit 0 dan false adalah exit 1 .

sh-4.2$ true
sh-4.2$ echo $?
0
sh-4.2$ false
sh-4.2$ echo $?
1
sh-4.2$

Namun saya terkejut bahwa kedua file berukuran lebih dari 28KB.

sh-4.2$ stat /usr/bin/true
  File: '/usr/bin/true'
  Size: 28920           Blocks: 64         IO Block: 4096   regular file
Device: fd2ch/64812d    Inode: 530320      Links: 1                     
Access: (0755/-rwxr-xr-x)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    0/    root)
Access: 2018-01-25 19:46:32.703463708 +0000
Modify: 2016-06-30 09:44:27.000000000 +0100
Change: 2017-12-22 09:43:17.447563336 +0000
 Birth: -
sh-4.2$ stat /usr/bin/false
  File: '/usr/bin/false'
  Size: 28920           Blocks: 64         IO Block: 4096   regular file
Device: fd2ch/64812d    Inode: 530697      Links: 1                     
Access: (0755/-rwxr-xr-x)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    0/    root)
Access: 2018-01-25 20:06:27.210764704 +0000
Modify: 2016-06-30 09:44:27.000000000 +0100
Change: 2017-12-22 09:43:18.148561245 +0000
 Birth: -
sh-4.2$

Jadi pertanyaan saya adalah:Mengapa mereka begitu besar? Apa yang ada di executable selain kode pengembalian?

PS:Saya menggunakan RHEL 7.4

Jawaban yang Diterima:

Di masa lalu, /bin/true dan /bin/false di shell sebenarnya adalah skrip.

Misalnya, dalam Sistem Unix PDP/11 7:

$ 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
$

Saat ini, setidaknya di bash , yang true dan false perintah diimplementasikan sebagai perintah bawaan shell. Jadi tidak ada file biner yang dapat dieksekusi yang dipanggil secara default, baik saat menggunakan false dan true arahan di bash baris perintah dan skrip shell di dalam.

Dari bash sumber, 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
    };

Juga per komentar @meuh:

$ command -V true false
true is a shell builtin
false is a shell builtin

Sehingga dapat dikatakan dengan tingkat kepastian yang tinggi true dan false file yang dapat dieksekusi ada terutama untuk dipanggil dari program lain .

Mulai sekarang, jawabannya akan fokus pada /bin/true biner dari coreutils paket dalam Debian 9/64 bit. (/usr/bin/true menjalankan RedHat. RedHat dan Debian menggunakan coreutils paket, menganalisis versi terkompilasi dari yang terakhir memiliki lebih banyak di tangan).

Seperti yang dapat dilihat pada file sumber false.c , /bin/false dikompilasi dengan (hampir) kode sumber yang sama dengan /bin/true , hanya mengembalikan EXIT_FAILURE (1), jadi jawaban ini dapat diterapkan untuk kedua biner.

#define EXIT_STATUS EXIT_FAILURE
#include "true.c"

Karena itu juga dapat dikonfirmasi oleh kedua executable yang memiliki ukuran yang sama:

$ 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

Sayangnya, pertanyaan langsung ke jawaban why are true and false so large? bisa jadi, karena tidak ada lagi alasan yang begitu mendesak untuk peduli dengan performa puncak mereka. Mereka tidak penting untuk bash kinerja, tidak digunakan lagi oleh bash (skrip).

Komentar serupa berlaku untuk ukurannya, 26KB untuk jenis perangkat keras yang kita miliki saat ini tidak signifikan. Ruang tidak lagi premium untuk server/desktop biasa, dan mereka bahkan tidak repot lagi menggunakan biner yang sama untuk false dan true , karena hanya digunakan dua kali dalam distribusi menggunakan coreutils .

Namun, berfokus pada semangat pertanyaan yang sebenarnya, mengapa sesuatu yang seharusnya begitu sederhana dan kecil, menjadi begitu besar?

Distribusi nyata dari bagian /bin/true adalah seperti yang ditunjukkan grafik ini; kode utama+data berjumlah kira-kira 3KB dari biner 26KB, yang berjumlah 12% dari ukuran /bin/true .

true utilitas memang mendapatkan lebih banyak kode kasar selama bertahun-tahun, terutama dukungan standar untuk --version dan --help .

Namun, itu bukan (satu-satunya) pembenaran utama untuk itu menjadi begitu besar, melainkan, sementara ditautkan secara dinamis (menggunakan lib bersama), juga memiliki bagian dari perpustakaan umum yang biasa digunakan oleh coreutils binari yang ditautkan sebagai perpustakaan statis. Metada untuk membangun elf file yang dapat dieksekusi juga merupakan bagian penting dari biner, karena itu file yang relatif kecil menurut standar saat ini.

Jawaban selanjutnya adalah untuk menjelaskan bagaimana kita bisa membuat bagan berikut yang merinci komposisi /bin/true file biner yang dapat dieksekusi dan bagaimana kami sampai pada kesimpulan itu.

Terkait:Gunakan _roff untuk menggarisbawahi kata-kata?

Seperti yang dikatakan @Maks, biner dikompilasi dari C; sesuai komentar saya juga, itu juga dikonfirmasi dari coreutils. Kami menunjuk langsung ke penulisnya git https://github.com/wertarbyte/coreutils/blob/master/src/true.c, alih-alih gnu git sebagai @Maks (sumber yang sama, repositori berbeda – repositori ini dipilih karena memiliki sumber lengkap coreutils perpustakaan)

Kita dapat melihat berbagai blok penyusun /bin/true biner di sini (Debian 9 – 64 bit dari coreutils ):

$ 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

Diantaranya:

  • teks (biasanya kode) berukuran sekitar 24KB
  • data (variabel yang diinisialisasi, kebanyakan string) berukuran sekitar 1KB
  • bss (data tidak diinisialisasi) 0,5KB

Dari 24KB, sekitar 1KB digunakan untuk memperbaiki 58 fungsi eksternal.

Itu masih menyisakan sekitar 23KB untuk sisa kode. Kami akan menunjukkan di bawah bahwa file utama yang sebenarnya – kode main()+usage() sekitar 1KB dikompilasi, dan menjelaskan untuk apa 22KB lainnya digunakan.

Mengebor lebih jauh ke bawah biner dengan readelf -S true , kita dapat melihat bahwa biner adalah 26159 byte, kode yang dikompilasi sebenarnya adalah 13017 byte, dan sisanya adalah berbagai macam data/kode inisialisasi.

Namun, true.c bukan keseluruhan cerita dan 13KB tampaknya cukup berlebihan jika hanya file itu; kita dapat melihat fungsi yang dipanggil di main() yang tidak tercantum dalam fungsi eksternal terlihat pada elf dengan objdump -T true; fungsi yang ada di:

  • 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

Fungsi tambahan tersebut tidak ditautkan secara eksternal di main() adalah:

  • set_program_name()
  • close_stdout()
  • version_etc()

Jadi kecurigaan pertama saya sebagian benar, sementara perpustakaan menggunakan perpustakaan dinamis, /bin/true biner besar *karena memiliki beberapa perpustakaan statis disertakan dengannya* (tetapi itu bukan satu-satunya penyebab).

Mengkompilasi kode C biasanya tidak itu tidak efisien karena ruang seperti itu tidak diketahui, maka kecurigaan awal saya ada sesuatu yang salah.

Ruang ekstra, hampir 90% dari ukuran biner, memang merupakan metadata library/elf tambahan.

Saat menggunakan Hopper untuk membongkar/mendekompilasi biner untuk memahami di mana fungsi, dapat dilihat kode biner yang dikompilasi dari fungsi true.c/usage() sebenarnya 833 byte, dan fungsi true.c/main() adalah 225 byte, yang kira-kira sedikit kurang dari 1KB. Logika untuk fungsi versi, yang terkubur di perpustakaan statis, adalah sekitar 1KB.

Main()+usage()+version()+strings+vars yang dikompilasi sebenarnya hanya menggunakan sekitar 3KB hingga 3,5KB.

Sungguh ironis, utilitas kecil dan sederhana seperti itu menjadi lebih besar karena alasan yang dijelaskan di atas.

pertanyaan terkait:Memahami apa yang dilakukan biner Linux

true.c main() dengan panggilan fungsi yang menyinggung:

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);
}

Ukuran desimal dari berbagai bagian biner:

$ 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

Output dari readelf -S true 

$ 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)

Output dari objdump -T true (fungsi eksternal ditautkan secara dinamis saat run-time)

$ 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

Linux

  1. Dalam bahasa apa Windows, Mac OS X dan Linux ditulis?

  2. Mengapa sebagian besar program Linux ditulis dalam C?

  3. Mengapa nomor panggilan sistem Linux di x86 dan x86_64 berbeda?

  1. Cara Menemukan file besar linux dengan perintah find dan du

  2. Linux – Mengapa Kami Menggunakan Su – Dan Bukan Hanya Su?

  3. Linux – Apa Memori Tinggi dan Memori Rendah Di Linux?

  1. Linux – Apakah Kernel Linux/unix yang Berbeda Dapat Dipertukarkan?

  2. Karakter apa yang dilarang dalam nama direktori Windows dan Linux?

  3. Mengapa Makefile di Linux sangat berguna?