用Diff和Patch工具维护源码

在Unix系统下,维护源码版本可以使用很多方法,其中最常用的当然是大名鼎鼎的CVS,但实际上,简单的版本维护工作并没有必要使用复杂的CVS等专门的版本维护工具,Unix标配中的diff和patch工具就完全可以完成代码的简单备份和升级工作。

杨沙洲 (pubb@163.net)国防科技大学计算机学院

杨沙洲,目前在国防科技大学计算机学院攻读软件方向博士学位。您可以通过 pubb@163.net与他联系。



2004 年 3 月 01 日

在Unix系统下,维护源码版本可以使用很多方法,其中最常用的当然是大名鼎鼎的CVS,但实际上,简单的版本维护工作并没有必要使用复杂的CVS等专门的版本维护工具,Unix标配中的diff和patch工具就完全可以完成代码的简单备份和升级工作。

diff以"行"为单位比较两个文本文件(也可以是目录比较),并将不同之处以某种格式输出到标准输出上;patch可以读入这种输出,并按照一定指令使源文件(目录)按照目标文件(目录)更新。Linux内核源码就是按照这种方式保持更新的,我们在www.kernel.org上可以下载到最新内核的patch文件的bzip2包。本文以gnudiffutils 2.7和patch 2.5为例介绍diff和patch工具的使用。

1.diff

diff既可以用来比较两个文件,也可以用来比较两个目录中每个文件。使用-r(--recursive)参数时还可以在目录中嵌套比较。比较目录时除比较同名文件外,对不同名的文件当成新文件处理。对于比较C程序文件,diff还提供了专门的参数(-p,--show-c-function)来标识不同之处所在的函数名。

diff的输出格式有三种:列举方式、命令模式和上下文模式,其中命令模式有分为两种:ed命令格式和RCS(Revision Control System,版本控制系统)命令格式,上下文模式也按格式分为老版和新版两种。看下面的例子就能基本清楚各个格式的区别:

命令格式记录的是从test1更新到test2所需要执行的命令,而上下文模式通常可读性更好一些,它所记录的主要是二者的差异,通常还记录所需修改部分的上下几行(可配置)内容以供比较。见下面的例子:

新版格式较之老版要紧凑一些,Linux内核源码的升级就是按照新版上下文格式用diff组织的,比如patch-2.4.16中所用的具体命令为:

diff -Nur linux-2.4.15 linux

参数N表示如果某个文件仅在一个目录中出现,则假定其在另一个目录中为空文件;u表示unified格式,r表示在目录中嵌套使用,linux-2.4.15显然是老核的目录名,而linux则为新核的目录名。


2.patch

尽管并没有指定patch和diff的关系,但通常patch都使用diff的结果来完成打补丁的工作,这和patch本身支持多种diff输出文件格式有很大关系。patch通过读入patch命令文件(可以从标准输入),对目标文件进行修改。通常先用diff命令比较新老版本,patch命令文件则采用diff的输出文件,从而保持原版本与新版本一致。

patch的标准格式为

patch [options] [originalfile] [patchfile]

如果patchfile为空则从标准输入读取patchfile内容;如果originalfile也为空,则从patchfile(肯定来自标准输入)中读取需要打补丁的文件名。因此,如果需要修改的是目录,一般都必须在patchfile中记录目录下的各个文件名。绝大多数情况下,patch都用以下这种简单的方式使用:

patch -p[num] <patchfile

patch命令可以忽略文件中的冗余信息,从中取出diff的格式以及所需要patch的文件名,文件名按照diff参数中的"源文件"、"目标文件"以及冗余信息中的"Index:"行中所指定的文件的顺序来决定。也就是说,对于如下diff结果文件(Linux内核源码2.4.16升级包,部分):

diff -Nur linux-2.4.15/Makefile linux/Makefile
--- linux-2.4.15/Makefile       Thu Nov 22 17:22:58 2001
+++ linux/Makefile      Sat Nov 24 16:21:53 2001
@@ -1,7 +1,7 @@
 VERSION = 2
 PATCHLEVEL = 4
-SUBLEVEL = 15
-EXTRAVERSION =-greased-turkey
+SUBLEVEL = 16
+EXTRAVERSION =
 KERNELRELEASE=$(VERSION).$(PATCHLEVEL).$(SUBLEVEL)$(EXTRAVERSION)
……

patch首先尝试当前目录(或者-d参数指定的目录)下的linux-2.4.15/Makefile文件是否存在,如果不存在则试图对linux/Makefile文件操作,仅当两者都不存在时(或者设置了POSIXLY_CORRECT环境变量)才会读取Index:的内容(此文件中没有标识)。

前面提到的-p参数决定了是否使用读出的源文件名的前缀目录信息,不提供-p参数,则忽略所有目录信息,-p0(或者-p 0)表示使用全部的路径信息,-p1将忽略第一个"/"以前的目录,依此类推。如/usr/src/linux-2.4.15/Makefile这样的文件名,在提供-p3参数时将使用linux-2.4.15/Makefile作为所要patch的文件。

对于刚才举的Linux内核源码2.4.16升级包的例子,假定源码目录位于/usr/src/linux中,则在当前目录为/usr/src时使用"patch -p0 <patch-2.4.16"可以工作,在当前目录为/usr/src/linux时,"patch -p1<patch-2.4.16"也可以正常工作。

patch可以直接操作上下文格式以及混合ed格式的diff输出文件,而将ed格式文件通过管道提交给ed程序操作(暂时不知RCS格式的文件如何处理)。


3.配合使用diff和patch升级源码

在此仅举一个简单的例子来说明如何用diff/patch工具维护源码升级。

假设program-1.0目录中为老版,现开发完成的新版位于program-2.0目录中,将两个目录置于同一父目录下,然后在该父目录上执行:

diff -Nur program-1.0 program-2.0 >program-2.0.patch

将生成一个program-2.0.patch的补丁文件,发布该补丁文件(当然可以先压缩成bzip2格式)。

假设拿到的是program-2.0.patch.bz2文件,则在program-1.0目录同级执行:

bzcat program-2.0.patch.bz2 | patch -p0

如此即完成了从1.0到2.0的升级。

如果希望恢复到原版本,可以使用-R(--reverse)参数,但仅对上下文格式的diff文件有效。还有一个备份参数也可以使用,但简单应用中,整个目录备份可能更方便一些。

参考资料

  • Patch手册页
  • Diff手册页

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