0. 引言

在學習進程控制前，先了解進程運行的環境，如：main函數是如何被調用的；命令行參數是如何傳遞給新程序的；程序在內存空間中是什么樣的結構；進程的終止方式等。

進程環境

1. main函數

1.1 程序執行的入口函數

雖然C程序總是從main函數開始執行，但是內核使用exec函數執行C程序時，在調用main前會先調用一個啟動例程，這個啟動例程就是_start。以下面這段代碼為例，通過gcc test.c -o test編譯生成可執行文件test。

/*test.c*/
int main()
{
    return 0;
}

使用objdump對test進行分析，得到反匯編結果如下，可以看出main函數地址為0x4004b4，在_start有去調用到mov $0x4004b4,%rdi。這個示例只是為了證明main函數是由啟動例程_start調用的，此處不過多的去探究反匯編得到的這些符號的含義，有興趣的同學可以參考程序員的自我修養：鏈接、裝載與庫中第11章的第1節入口函數和程序初始化。

ckt@ubuntu:~/work/unix/code/chapter7$ objdump -S -d signal.o
... ...

00000000004003d0 <_start>:
  4003d0:   31 ed                   xor    %ebp,%ebp
  4003d2:   49 89 d1                mov    %rdx,%r9
  4003d5:   5e                      pop    %rsi
  4003d6:   48 89 e2                mov    %rsp,%rdx
  4003d9:   48 83 e4 f0             and    $0xfffffffffffffff0,%rsp
  4003dd:   50                      push   %rax
  4003de:   54                      push   %rsp
  4003df:   49 c7 c0 50 05 40 00    mov    $0x400550,%r8
  4003e6:   48 c7 c1 c0 04 40 00    mov    $0x4004c0,%rcx
  4003ed:   48 c7 c7 b4 04 40 00    mov    $0x4004b4,%rdi
  4003f4:   e8 c7 ff ff ff          callq  4003c0 <__libc_start_main@plt>
  4003f9:   f4                      hlt    
  4003fa:   90                      nop
  4003fb:   90                      nop
 
  ... ...

  00000000004004b4 <main>:
  4004b4:   55                      push   %rbp
  4004b5:   48 89 e5                mov    %rsp,%rbp
  4004b8:   b8 00 00 00 00          mov    $0x0,%eax
  4004bd:   5d                      pop    %rbp
  4004be:   c3                      retq   
  4004bf:   90                      nop
... ...

1.2 命令行參數

接著來看main函數的參數，main函數原型如下

int main(int argc, char const *argv[])

通過命令行運行一個C程序時，我們可以通過命令行傳入參數。main函數中的參數argc表示參數個數，argv中存放的是參數值。

示例
使用如下代碼打印出從命令行傳入的參數

#include "apue.h"

int main(int argc, char const *argv[])
{
    int i = 0;
    for (i = 0; i < argc; i++)
        printf("%s\n", argv[i]);
    return 0;
}

運行結果

ckt@ubuntu:~/work/unix/code/chapter7$ cc get_arg.c -o get_arg
ckt@ubuntu:~/work/unix/code/chapter7$ ./get_arg
./get_arg
ckt@ubuntu:~/work/unix/code/chapter7$ ./get_arg test1 test2 test3 
./get_arg
test1
test2
test3

1.3 環境表

大多數UNIX系統支持main函數帶3個參數，其中第3個參數envp就是環境變量表的地址，和argv一樣，evnp也是一個數組

int main(int argc, char const *argv[], char *envp[])

envp示意圖

示例
打印出當前程序的環境變量表

#include "apue.h"

void printinfo(char * info)
{
    int i = 0;
    while (info[i] != '\0')
    {
        printf("%c", info[i]);
        i++;
    }
    printf("  ");
}

int main(int argc, char const *argv[], char *envp[])
{
    while (*envp != NULL)
    {
        printinfo(*envp);
        envp++;
    }

    printf("\n");

    return 0;
}

運行結果
由于打印的環境變量值太多，省略部分打印結果。

ckt@ubuntu:~/work/unix/code/chapter7$ cc get_environ.c -o get_environ
ckt@ubuntu:~/work/unix/code/chapter7$ ./get_environ
SSH_AGENT_PID=2030  SHELL=/bin/bash  OLDPWD=/home/ckt/work/unix/code/chapter10  
LANG=en_US.UTF-8 HOME=/home/ckt _=./get_environ

2. C程序的存儲空間布局

C程序通常由5個部分組成：

正文段(.text)：存放CPU的機器指令
初始化數據段(.data)：存放全局靜態變量和局部靜態變量
未初始化數據段(.bss)：存未初始化的全局變量和局部靜態變量
棧(stack)：存放局部變量和函數調用時所需保存的信息
堆(heap)：動態分配的變量

典型的存儲空間安排

我們同樣可以通過objdump去分析各個段，如果想要了解更多細節，請參考使用readelf和objdump解析目標文件

程序與目標文件對應關系

3. 共享庫

共享庫使得可執行文件中不再需要包含公用的庫函數，只需要在進程可引用的儲存區保存這個庫例程的一個副本。共享庫有以下兩個優點：
1. 減少了可執行文件的長度
2. 可以用庫函數的新版本代替老版本，而無需對使用該庫的程序重新連接編輯

示例

先用無共享方式創建可執行文件a.out，并使用size命令查看正文段和數據段的長度

ckt@ubuntu:~/work/unix/code/chapter7$ gcc -static test.c 
ckt@ubuntu:~/work/unix/code/chapter7$ ls -l a.out 
-rwxrwxr-x 1 ckt ckt 883375 Apr 24 04:30 a.out
ckt@ubuntu:~/work/unix/code/chapter7$ size a.out 
   text    data     bss     dec     hex filename
 790568    6128   11272  807968   c5420 a.out

再使用共享庫編譯此程序，得到的可執行文件的正文和數據段長度明顯減小

ckt@ubuntu:~/work/unix/code/chapter7$ gcc test.c
ckt@ubuntu:~/work/unix/code/chapter7$ ls -l a.out 
-rwxrwxr-x 1 ckt ckt 8326 Apr 24 04:30 a.out
ckt@ubuntu:~/work/unix/code/chapter7$ size a.out 
   text    data     bss     dec     hex filename
   1076     496      16    1588     634 a.out

4. 動態存儲空間分配

存儲空間分配

5. 環境變量

當我們登錄Linux之后，使用shell來跟系統進行通信，在進入shell之前，系統需要一些變量來提供它的數據訪問(如是否顯示彩色、當前路徑和主文件夾的路徑等)，這些變量就是環境變量。為了區別于自定義變量，環境變量通常用大寫字符表示。

5.1 終端中獲取和設置環境變量

使用env命令可以列出當前shell環境下的所有環境變量

ckt@ubuntu:~/work/unix/code/chapter7$ env
SSH_AGENT_PID=2030
GPG_AGENT_INFO=/tmp/keyring-NWSXuo/gpg:0:1
TERM=xterm
SHELL=/bin/bash
XDG_SESSION_COOKIE=b2968a33ddb5564574638ff00000000f-1492995827.229855-1165390831
WINDOWID=71303173
OLDPWD=/home/ckt/work/unix/code/chapter10
GNOME_KEYRING_CONTROL=/tmp/keyring-NWSXuo
USER=ckt
... ...

使用echo $環境變量名命令可以查看單個環境變量，例如，當前路徑保存在環境變量PWD中

ckt@ubuntu:~/work/unix/code/chapter7$ echo $PWD
/home/ckt/work/unix/code/chapter7

使用PATH=$PATH:/home/ckt/work/unix/給PTAH變量追加路徑/home/ckt/work/unix/

ckt@ubuntu:~/work/unix/code/chapter7$ echo $PATH
/home/ckt/work/msm8939-la-2-1/LINUX/android/out/host/linux-x86/bin:/home/ckt/work/adt-bundle-linux-x86_64-20140702/sdk/platform-tools:/home/ckt/bin:/usr/lib/lightdm/lightdm:/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin:/usr/games
ckt@ubuntu:~/work/unix/code/chapter7$ PATH=$PATH:/home/ckt/work/unix/
ckt@ubuntu:~/work/unix/code/chapter7$ echo $PATH
/home/ckt/work/msm8939-la-2-1/LINUX/android/out/host/linux-x86/bin:/home/ckt/work/adt-bundle-linux-x86_64-20140702/sdk/platform-tools:/home/ckt/bin:/usr/lib/lightdm/lightdm:/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin:/usr/games:/home/ckt/work/unix/
ckt@ubuntu:~/work/unix/code/chapter7$

5.2 使用getenv獲得環境變量

示例

#include "apue.h"

int main(int argc, char const *argv[])
{
    char * home = NULL;
    char * shell = NULL;
    char * path = NULL;

    if ((home = getenv("HOME")) != NULL)
        printf("%s\n", home);

    if ((shell = getenv("SHELL")) != NULL)
        printf("%s\n", shell);

    if ((path = getenv("PATH")) != NULL)
        printf("%s\n", path);

    return 0;
}

運行結果

ckt@ubuntu:~/work/unix/code/chapter7$ cc getenv_test.c -o getenv_test
ckt@ubuntu:~/work/unix/code/chapter7$ ./getenv_test
/home/ckt
/bin/bash
/home/ckt/work/msm8939-la-2-1/LINUX/android/out/host/linux-x86/bin:/home/ckt/work/adt-bundle-linux-x86_64-20140702/sdk/platform-tools:/home/ckt/bin:/usr/lib/lightdm/lightdm:/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin:/usr/games

5.3 通過函數設置環境變量

示例

#include "apue.h"

void print_pwd(char * info)
{
    char * pwd = NULL;

    printf("%s : ", info);

    if ((pwd = getenv("PWD")) != NULL)
        printf("%s\n", pwd);
    else
        printf("pwd is NULL \n");

}

int main(int argc, char const *argv[])
{
    print_pwd("before setenv");

    if (setenv("PWD", "test", 1) < 0)
        err_sys("setenv error");

    print_pwd("after setenv");

    if (unsetenv("PWD") < 0)
        err_sys("unsetenv error");

    print_pwd("after unsetenv");

    return 0;
}

運行結果

ckt@ubuntu:~/work/unix/code/chapter7$ cc setenv_test.c -o setenv_test
ckt@ubuntu:~/work/unix/code/chapter7$ ./setenv_test
before setenv : /home/ckt/work/unix/code/chapter7
after setenv : test
after unsetenv : pwd is NULL

6. 進程終止

進程終止

參考

《UNIX環境高級編程（第3版）》第7章進程環境
《鳥哥的Linux私房菜(第三版)》第11章認識和學習 BASH
《程序員的自我修養：鏈接、裝載與庫》第3章目標文件里面有什么
《程序員的自我修養：鏈接、裝載與庫》第11章運行庫
main函數和啟動例程

三个男躁一个女,国精产品一区一手机的秘密,麦子交换系列最经典十句话,欧美国产综合欧美视频

從零開始UNIX環境高級編程(7):進程環境

從零開始UNIX環境高級編程(7):進程環境

0. 引言

1. main函數

1.1 程序執行的入口函數

1.2 命令行參數

1.3 環境表

2. C程序的存儲空間布局

3. 共享庫

4. 動態存儲空間分配

5. 環境變量

5.1 終端中獲取和設置環境變量

5.2 使用getenv獲得環境變量

5.3 通過函數設置環境變量

6. 進程終止

參考

推薦閱讀更多精彩內容

三个男躁一个女,国精产品一区一手机的秘密,麦子交换系列最经典十句话,欧美 国产 综合 欧美 视频

從零開始UNIX環境高級編程(7):進程環境

0. 引言

1. main函數

1.1 程序執行的入口函數

1.2 命令行參數

1.3 環境表

2. C程序的存儲空間布局

3. 共享庫

4. 動態存儲空間分配

5. 環境變量

5.1 終端中獲取和設置環境變量

5.2 使用getenv獲得環境變量

5.3 通過函數設置環境變量

6. 進程終止

參考

推薦閱讀更多精彩內容

三个男躁一个女,国精产品一区一手机的秘密,麦子交换系列最经典十句话,欧美国产综合欧美视频