使用exec -a修改shell脚本的$0/argv[0]失效原因排查

我尝试替换程序的$0/argv[0]：

• 编译以下C代码：

#include <stdio.h>

int main(int argc, char** argv) {
  printf("# %s #\n", argv[0]);
}

执行exec -a fake ./run后，输出为：

# fake #

• 接着使用以下shell脚本：

#!/bin/bash
echo "# $0 #"

但执行exec -a fake ./test.sh时，输出却是：

# /home/user/test.sh #

为什么在shell脚本场景中参数0被重置？以下是exec --help的中文翻译内容：

exec: exec [-cl] [-a name] [command [arguments ...]] [redirection ...]
    用指定命令替换当前shell。

    执行COMMAND，用指定程序替换当前shell。ARGUMENTS会成为COMMAND的参数。如果未指定COMMAND，
    任何重定向操作会在当前shell中生效。

    选项：
      -a name   将NAME作为COMMAND的第0个参数传入
      -c        在空环境中执行COMMAND
      -l        在COMMAND的第0个参数前加一个短横线

原因解析 #

核心问题出在shell脚本的解释器启动机制上：

当你执行exec -a fake ./test.sh时，exec确实把fake作为./test.sh的argv[0]传递了，但脚本本身不是可执行二进制程序——内核读取到脚本开头的#!/bin/bash（shebang行）后，会启动/bin/bash进程，把脚本的完整路径（/home/user/test.sh）作为bash自身的argv[0]，而你通过exec -a设置的fake会被当作额外参数（也就是bash的argv[1]）传递进去。

对于bash来说，当它以“执行脚本”的模式启动时，会自动将自身的argv[0]设置为脚本的路径，这就覆盖了你之前通过exec -a设置的值。你可以在脚本里加一行echo "argv1: $1"验证，执行后会输出argv1: fake，说明这个值并没有丢失，只是没被当作$0。

对比两种场景：

• 编译后的二进制程序：exec -a直接设置它的argv[0]，程序启动后会直接读取并使用这个值。
• shell脚本：exec -a设置的是脚本文件这个“参数”的argv[0]，但内核会启动解释器bash，bash会重置自身的argv[0]为脚本路径。

解决方法 #

如果想要让shell脚本的$0变成fake，需要直接把exec -a指向bash解释器，同时指定脚本：

exec -a fake /bin/bash ./test.sh

执行这个命令后，脚本里的$0就会输出fake了。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Baruch