Moje odkazy

• Nabídka služeb
• Relational pipes
• SQL-Výuka.cz
• SQL-DK
• Nekuřák.cz
• i1984.cz
• Telekomunikační slovník

Ostatní odkazy

• GNU.org
• FSF.org
• Monča.cz

Obsah článku:

• Příklad
• Jak binfmt_misc funguje
• Vsuvka: binfmt_script – shebang (hashbang)
• Využití

Programy napsané v jazyce Java se překládají do tzv. bajtkódu a pro jejich spuštění je – na rozdíl od nativních binárek jako ELF – potřeba běhové prostředí (JRE). Programy v Javě tedy spouštíme pomocí příkazů typu:

java NázevTřídy

# nebo častěji:
java -jar program.jar

Linux (jádro) ale obsahuje mechanismus, umožňující spouštět programy v různých (interpretovaných) jazycích stejně jako nativní binárky – stačí tedy souboru nastavit spustitelný příznak (chmod +x) a spustit bo pouhým zadáním jeho názvu – např. program.jar.

Příklad

Vyzkoušíme si to hned na praktickém příkladu. Vytvoříme si program v Javě a uložíme ho do souboru Test.java:

import java.util.Arrays;

public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		System.out.println(Arrays.toString(args));
	}
}

Program zkompilujeme

$ javac Test.java

A zabalíme do JARu (javovský archivní formát odvozený od ZIPu):

$ jar cfe test.jar Test Test.class

JARy se běžně spouští příkazem

$ java -jar test.jar

My ho ale můžeme spustit stejně, jako by to byla nativní aplikace (psaná např. v C++) nebo skript v Bashi. Stačí nastavit spustitelný příznak:

$ chmod +x program.jar

A jednoduše spustíme:

$ ./program.jar

Program si samozřejmě můžeme dát do cesty ($PATH) a pak není potřeba zadávat ./ a dokonce ho můžeme i přejmenovat – přípona .jar není nutná a můžeme si spouštět třeba:

$ náš-program "nějaké" "parametry"

Jak binfmt_misc funguje

binfmt_misc je obecný mechanismus, který umožňuje spouštět binárky (obecně soubory) v libovolném spustitelném formátu. Protože se nejedná o nativní spustitelný soubor (ELF), který by šel vykonat přímo procesorem, musí se nějaký interpret použít. Ovšem pro uživatele je to transparentní – pouze spustí daný soubor (stejně jako nativní binárku) a o zbytek už se postará operační systém – binfmt_misc vybere vhodný interpret a předá mu cestu k souboru jako parametr.

Interpret se vybere

• buď na základě magického čísla (posloupnost bajtů na začátku souboru nebo na určité pozici)
• nebo na základě přípony souboru

Pro javovské JARy se používají bajty 504b0304 – proto nezáleží na příponě a můžete si program klidně přejmenovat.

$ cat /proc/sys/fs/binfmt_misc/jar 
enabled
interpreter /usr/bin/jexec
flags: 
offset 0
magic 504b0304

Můžeme si ověřit, že tam ty bajty skutečně jsou:

$ hexdump -C program.jar | head -n 1
00000000  50 4b 03 04 0a 00 00 08  00 00 6b 04 b9 46 00 00  |PK........k..F..|

Mimochodem: stejným způsobem identifikuje typy souborů příkaz file:

$ file program.jar
program.jar: Java archive data (JAR)

Jak je vidět výše, JAR se bude spouštět přes jexec. Pokud máte v systému nainstalovaných více JRE, zvolte si požadovanou verzi – v Debianu/Ubuntu příkazem:

$ update-alternatives --config jexec

Registrace vlastního spustitelného formátu

Vaše distribuce GNU/Linuxu pravděpodobně obsahuje nějaké předinstalované spustitelné typy, ale nejlepší na tom je, že si můžeme přidat i typy vlastní. Vyzkoušíme si to na příkladu – jako root spustíme:

$ echo ":zzzTest:M::zzz_test::/usr/bin/wc:" > /proc/sys/fs/binfmt_misc/register

Tím jsme si zaregistrovali formát jménem zzzTest, který bude rozpoznán tak, že soubor na začátku obsahuje magické číslo zzz_test. A jako „interpret“ jsme použili program wc – ten sice nic ve skutečnosti neinterpretuje (jen počítá řádky, slova a bajty), ale na vyzkoušení to stačí.

Vytvoříme si „program“ v našem nově definovaném formátu a spustíme ho:

$ echo "zzz_test nějaký program"> testovací-program
$ chmod +x testovací-program 
$ ./testovací-program
 1  3 26 ./testovací-program

Vypsalo se nám totéž, jako bychom zadali:

$ wc ./testovací-program

Z pohledu uživatele je ale soubor testovací-program normální spustitelná binárka (ne žádný skript nebo datový soubor).

Stačí si tedy zvolit dostatečně jedinečné magické číslo (nebo příponu) a místo wc zaregistrovat skutečný interpret a máme vlastní opravdový spustitelný formát binárek!

Když po sobě chceme uklidit a daný formát zase odregistrovat, zadáme:

$ echo -1 > /proc/sys/fs/binfmt_misc/zzzTest

n.b. v distribucích jako Debian nebo Ubuntu máme příkaz update-binfmts, abychom nemuseli používat nízkoúrovňové API jádra (zápisy do souborů v /proc).

Vsuvka: binfmt_script – shebang (hashbang)

Pro spouštění skriptů se používá binfmt_script a shebang, což je ono známé #!/bin/sh nebo třeba #!/usr/bin/env perl na začátku souboru. Cesta k interpretu (nebo jeho název) je tedy uvedena přímo ve skriptu.

Na rozdíl od binfmt_misc se u skriptů ignoruje setuid/setgid bit (velké bezpečnostní riziko), takže skripty nemůžete spouštět s právy vlastníka (typicky roota). V případě binfmt_misc lze podporu setuid/setgid zapnout při registraci příslušného formátu.

Využití

Díky binfmt_misc si můžeme snadno (aniž bychom museli něco programovat) definovat vlastní spustitelný formát pro náš jazyk (emulátor, běhové prostředí, formát atd.), a dosáhnout tak vyšší integrace s operačním systémem – pro uživatele je to normální spustitelná binárka (včetně takové funkcionality, jako je setuid/setgid bit).

binfmt_misc se skvěle hodí pro různé emulátory a běhová prostředí. Ve své distribuci pravděpodobně najdete už hotové konfigurace pro DOSEMU, Wine nebo Qemu (vedle té Javy, kterou jsme si ukázali na začátku).