[Linux系统] 命令行参数 | 环境变量 | 程序地址空间

一、命令行参数main 函数的三个参数我们平时写的int main()只是简写完整形态是intmain(intargc,char*argv[],char*env[])argc参数个数包含程序名本身至少为 1用于实现各种选项功能argv字符指针数组argv[0]是程序名argv[argc]固定为NULL命令行参数表env环境变量表第三部分再展开例子#includestdio.hintmain(intargc,char*argv[],char*env[]){for(inti0;iargc;i){printf(argv[%d]: %s\n,i,argv[i]);}return0;}执行./testenv -a -b -c则argc为 5argv[0]是./testenvargv[1]到argv[3]依次是-a、-b、-c。数组以NULL收尾1.1 命令行参数的意义一个程序编译一次靠不同参数跑出不同行为这就是参数存在的理由。ls -l、cp -r都是同一个可执行文件在不同argv下的不同分支。写带选项的小工具第一步就是解析argv。二、环境变量进程的隐形配置环境变量是操作系统中用来指定运行环境的一些参数通常具有全局特性。典型证据输入ls这样的命令时无需写完整路径-有环境变量PATH补全编译链接时我们并不知道动态库、静态库在哪但链接照样成功原因就是有环境变量帮助编译器定位2.1 三个常见的环境变量PATH命令的搜索路径HOME用户主工作目录登录后的默认目录SHELL当前 Shell通常是/bin/bash查看环境变量的创建流程用户登录-bash进程创建启动-读取bash配置文件-构建环境变量bash配置文件2.2 常用命令echo $NAME查看某个环境变量export 变量名值新增环境变量env显示所有环境变量set显示本地Shell 变量与环境变量unset MYENV清除环境变量使用示例这里有个坑只写变量值不加export它只是一个 Shell本地变量子进程根本读不到只有export之后才会进入环境表被继承2.3 PATH 测试为什么 ls 不用带路径自己编译的testenv必须写./testenv才能跑系统命令敲名字就行差别就在PATH。把程序目录绝对路径不要出现.用export追加进去再直接敲testenv就能执行了结论PATH本质是一串用冒号分隔的目录列表Shell 按顺序去找同名可执行文件2.4 其他测试HOMEUSER其他2.5 代码里获取环境变量// 1. main 第三个参数intmain(intargc,char*argv[],char*env[])// 2. libc 提供的全局变量要用 extern 声明无对应头文件externchar**environ;//char**指向char* argv// 3. 系统调用级封装函数char*getenv(constchar*name);getenv(PATH)返回字符串指针取不到则返回NULL。环境表本身是一个字符指针数组每个指针指向一个以\0结尾的KEYvalue字符串数组同样以NULL结尾——和argv的结构完全一致。2.6 全局属性会被子进程继承直接运行getenv(MYENV)没结果export MYENVhello world后再运行就有了环境变量会由父进程传给子进程。想在登录时自动生效写进~/.bash_profile或~/.bashrc即可。例子三、程序地址空间你看到的地址都是虚拟的3.1 先验证地址分布打印各类变量地址kernel 2.6.3232 位平台code addr: 0x40055d init global addr: 0x601034 uninit global addr: 0x601040 heap addr: 0x1791010 ← 依次递增 heap addr: 0x1791030 test static addr: 0x601038 stack addr: 0x7ffd0f9a4368 stack addr: 0x7ffd0f9a4360 ← 依次递减 read only string addr: 0x400800 argv[0]: 0x7ffd0f9a4811 env[0]: 0x7ffd0f9a4819两条规律一眼可辨栈地址从高到低、堆地址从低到高也就是栈向下增长、堆向上增长argv与env的地址比栈变量还高说明它们位于用户栈更上方。3.2 fork 之后…?把g_val初始化为 0父进程睡 3 秒子进程先改再打印child[3046]: 100 : 0x80497e8 parent[3045]: 0 : 0x80497e8地址完全相同内容却不同。可以推出两条结论这两处变量绝对不是同一个这个地址也绝对不是物理地址。它就是虚拟地址。C/C 里看到的所有地址都是虚拟地址物理地址用户一概看不到由操作系统统一管理并完成转换。例子通过修改全局变量g_val看父子进程差异修改前后图示3.3 谁在描述地址空间描述进程地址空间全部信息的结构体是mm_struct内存描述符每个进程各有一份task_struct里通过struct mm_struct *mm指向它内核线程的mm为NULL借用active_mm。structmm_struct{structvm_area_struct*mmap;// 虚拟区间链表structrb_rootmm_rb;// 红黑树unsignedlongtask_size;unsignedlongstart_code,end_code,start_data,end_data;unsignedlongstart_brk,brk,start_stack;unsignedlongarg_start,arg_end,env_start,env_end;};一个独立的虚拟内存区域用vm_area_structVMA表示区域少时用mmap串成单链表区域多时用mm_rb组织成红黑树兼顾遍历方便与查找快速。那组start_code/end_code、brk、start_stack、arg_start/env_start就是各段虚拟地址的边界正好对上了 3.1 的打印结果。具体过程/结构补充知识3.4 为什么必须有虚拟地址空间换个问法如果程序直接操作物理内存会怎样三个问题很直接任何进程都能读写系统内存区域程序每次被搬到内存的位置都不一样地址无法确定内存不够时要把整个进程拷到交换分区效率低有了地址空间与页表映射就解决了保护物理内存进程管理与内存管理解耦合物理内存可任意位置加载数据页表实现地址无序物理-有序虚拟四、总结命令行参数argc含程序名argv以NULL结尾一个程序靠它跑出多种行为环境变量PATH/HOME/SHELL是常客只有export过的才会被exec传给子进程代码里用env[]、environ或getenv读取程序地址空间栈向下、堆向上C/C 里的地址全是虚拟地址mm_structvm_area_struct描述布局页表完成映射换来安全、确定与解耦感谢阅读我们下篇见。