背景

约半年前，曾经写过有关程序分身的文章，最近心血来潮翻看busybox的代码，发现原来实现的方式有点笨拙。如busybox名称所示，它将很多的程序都集成到一个程序(box)中，所以非常“busy”。笔者从事多年的嵌入式，发现大部分二进制程序都使用busybox，因为它能大大减少占用空间，即减少flash占用，亦即减少硬件成本。能达到这个目的，一方面利益于其架构，另一方面busybox使用了Linux的链接机制。
本文参照busybox的解析过程，并将其简化。

完整源码

main.c源码如下：

/**
 * 参考busybox框架代码实现程序分身。
 * 应用场合：很多业务处理可能需要不同的程序，但又有很多共同部分（如初始化）。
 * 则可以使用同一套代码，但创建多个链接的方式实现，
 * 综合考虑了代码组织维护和程序运行两方面。
 * 具体示例：cgi业务程序
 * 测试说明：
 * gcc busybox_main.cpp
 * cp a.out foo
 * cp a.out hello
 * 分别执行foo和hello和a.out(执行a.out没有输出信息)
 
 */
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stddef.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>

// <<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
// 以下为不同业务处理模块程序，每个函数可以是独立的，也可以是有部分共用的初始化
// 但不能共享数据，因为对外，它们是单独的程序
int foo(int argc, char *argv[])
{
    printf("foo\n");
    return 0;
}

int bar(int argc, char *argv[])
{
    printf("bar\n");
    return 0;
}

int hello(int argc, char *argv[])
{
    printf("hello\n");
    for (int i = 0; i < argc; i++)
    {
        printf("argv[%d]: %s\n", i, argv[i]);
    }
    return 0;
}
// >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> 业务模块函数 结束

#define ARRAY_SIZE(x) ((unsigned)(sizeof(x) / sizeof((x)[0])))

struct bb_applet
{
    const char *name; // 程序名称
    int (* applet_main)(int argc, char* argv[]); // 仿main函数
};

// 全局结构体数组，保存程序名称与对应的执行函数
static struct bb_applet g_applets[] =
{
    {"foo", foo},
    {"bar", bar},
    {"hello", hello}
};

static int cmp_name(const void *a, const void *b)
{
    const struct bb_applet *aa = (struct bb_applet *)a;
    const struct bb_applet *bb = (struct bb_applet *)b;
    return strcmp(aa->name, bb->name);
}

static int applet_name_compare(const void *name, const void *idx)
{
    int i = (int)(ptrdiff_t)idx - 1;
    return strcmp((const char*)name, g_applets[i].name);
}

int find_applet_by_name(int size, const char *name)
{
    // 当数量达到一定时，使用二分查找，这样快速，否则直接比较即可
    if (size > 8)
    {
        void *p;
        p = bsearch(name, (void*)(ptrdiff_t)1, size, 1, applet_name_compare);

        return (int)(ptrdiff_t)p - 1;
    }
    else
    {
        for (int i = 0; i < size; i++)
        {
            if (strcmp(name, g_applets[i].name) == 0)
                return i;
        }
        return -1;
    }
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    char* p = NULL;
    char* applet_name = argv[0];
    int size = ARRAY_SIZE(g_applets);
    
    int applet_no = -1;

    if ((p = strrchr (applet_name, '/')) != NULL) {
        applet_name = p + 1;
    }

    // 测试代码
    for (int i = 0; i < size; i++)
    {
        //printf("org name[%d]: %s\n", i, g_applets[i].name);
        
    }
    // 先进行快排
    qsort(g_applets, size, sizeof(g_applets[0]), cmp_name);

    // 测试代码
    for (int i = 0; i < size; i++)
    {
        //printf("name[%d]: %s\n", i, g_applets[i].name);
        
    }

    // 再使用二分查找
    applet_no = find_applet_by_name(size, applet_name);

    // 如果找到，则执行
    if (applet_no != -1)
        g_applets[applet_no].applet_main(argc, argv);

    return 0;
}

代码不难，首先处理输入程序名称的“./”，因为有时会使用“./a.out”的形式。接着使用快速排序，因为后面可能使用二查找算法查找程序名称。
使用上，按业务需求实现不同的模块函数，将名称与函数放置到bb_applet结构体的全局变量g_applets中。使用创建不同的链接文件（即bb_applet结构体中的name），指向生成的二进制文件。

编译

gcc main.c

执行：

$ ln -s a.out hello // 链接文件
$ ./hello a b c d e 
hello
argv[0]: ./hello
argv[1]: a
argv[2]: b
argv[3]: c
argv[4]: d
argv[5]: e

实践应用、小结

在cgi程序中，web上不同的按钮都对应一个cgi程序，如果分开实现，一些诸如初始化的代码，就要在不同模块中出现。使用本文方法，可减少代码冗余，后期维护也方便。

李迟 2018.1.19 深夜

程序分身2：参考busybox方式实现

背景

完整源码

编译

执行：

实践应用、小结

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