linux:环境变量,进程地址空间

一.命令行参数

main的参数：int argc,char*argv[]，char*env[]

1.参数意义：

argc是命令行调用次程序时传递的参数

例： ls -l -a 传递了三个参数，“ls" "-l" "-a"三个字符串

argv是传递的参数的字符串指针，最后传完了传个null。

例： ls -l -a ，argv内“ls\0" "-l\0" "-a\0" NULL

env是存bash调用此程序给的环境变量，存储结构同argv

2.传参完整过程：

如bash调用程序，先记录调用命令时命令行传参的argv，打散空格记录字符串，放入自己的命令行参数表中，子进程（执行的程序）指向父进程bash的此只读数据（父进程的数据部分如果是只读的子进程也能直接看到，而不是拷贝修改），得到argc,argv....然后start_main函数（调用main的函数）判断argc大小，为0直接调用main,其余调用main(int argc,char*argv[],char*env[]);

3.使用：

给程序封装不同功能，通过命令行参数分别调用，如 ls -a..

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main(int argc,char*argv[])
{if(strcmp(argv[1],"-a")==0){printf("功能1\n");}else if (strcmp(argv[1],"-s")==0){printf("功能2\n");}else{printf("使用说明：-a 功能1 -s 功能2\n");}return 0;   }

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main(int argc,char*argv[],char*env[])
{if(argc<2){printf("基础功能\n");return 0;}if(strcmp(argv[1],"-a")==0){printf("功能1\n");}else if (strcmp(argv[1],"-s")==0){printf("功能2\n");}else if(strcmp(argv[1],"-e")==0){char**begin=env;while(begin!=NULL){printf("%s\n",*begin++);}}else{printf("使用说明：-a 功能1 -s 功能2\n");}return 0;}

（每个进程都有环境变量表，都继承于它的父进程，层层继承）

二.环境变量

0.环境变量的加载

用户登录加载环境变量(login等进程加载HOME变量，系统启动shell，去HOME路径自己家目录下，shell读取家目录下.bashrc .bash_profile等环境变量的配置文件（磁盘中的），加载环境变量(内存级的) bash维护的一张环境变量表（在虚拟地址空间内栈上方 不在PCB内），shell创建子进程时直接给子进程

1.常见的环境变量

1.1. PATH当前默认搜索指令的路径集合

1.1.1.作用

问：bash为什么默认从/usr/bin搜指令的可执行文件

        其实是读的PATH路径，从PATH路径找

1.1.2.更改方式

          a.短暂修改bash内的（内存级的），重启会失效:  PATH=是覆盖式的， 用PATH=$PATH:你的路径

例：

        b.更改.bash_profile .中修改PATH=....：你的路径 。如果没有立刻生效，使用指令source 文件名，使配置文件生效

 

1.2.HOME家目录

1.2.1.home变量来源

在 Linux 系统中，每个用户的家目录路径都存储在 /etc/passwd 文件中，登录进程（如 login 或 sshd）会读取 /etc/passwd 文件，并将 HOME 变量设置为用户的家目录路径。不在全局配置文件中，也不在某个用户的配置文件中，由登录进程设置。

1.2.2.作用

系统创建shell，shell读取HOME，读取全局配置文件等，进入家目录，再读取用户配置文件。

 

1.3.其余

SHELL:指定启动的shell路径

PWD:当前的工作路径（shell的，其余的子进程继承）（持久生效的，相反cwd只是进程所在路径，不能被继承）

USER:当前用户。用处：限制程序只能某些用户访问其他用户访问不了（if(getenv("USER")==))

OLDPWD:旧路径。cd -就是通过找这切换到最近路径

2.环境变量的意义

1.环境变量可以被进程层层继承（具有全局属性），本地变量只能本进程跑（如bash中，不能继承意义不大），

就可以被程序定义判断是不是第一次启动这个程序（相当于ifndef define..)，然后分叉执行。

2.让所有配置信息生效（信息被所有进程看到）

3.可以进程间传递数据

3.环境变量的导入

bash导入变量图

set查变量（环境变量和本地变量）

3.1.环境变量。本地变量

将本地变量变为环境变量：export 变量名

比较：

环境变量可以被子进程继承，本地变量不行。-->环境变量具有全局属性，bash后都能看见

 

 

三.进程地址空间

问题：父子进程共用一份代码为什么打印全局变量值不同，变量地址打印却一样?

答：此地址是虚拟地址（线性地址）

1.作用：

让每个进程都以为自己独占内存，地址都从0开始，实现进程间数据隔离

2.怎么管理进程地址空间

先描述在组织：内核中创建数据结构对象struct

区域划分：

给程序一个start,end表示某个区域起始地址和结束地址（不是直接是0，让子进程和父进程先都指向同一块空间，如果父子进程都对某区域修改，就修改子进程的区域的实际地址指向），让程序用多个区（代码区，栈，堆）,再根据内存情况转为实际地址

页表：进程地址空间管理方案：

每个进程都有一个页表，父进程创建子进程时，只需要将PCB，页表拷贝就行，指向同一份代码，不同时修改了才改页表内物理地址

进程=内核数据结构（PCB+mm_struct+页表)+代码和数据

进程独立再理解：
1.内核数据结构独立，PCB和页表都要拷贝一份

2.代码和数据也独立（代码只读），数据通过页表指向不同物理空间（除非是父子进程同时修改数据）

 

 

问题：进程的uid是怎么来的

答：bash给的，bash在家目录读配置文件读来的

 

 

补充：

1.查命令行的环境变量名称前加$表示取值：

echo $PATH

 

2.不想指定路径执行自己的指令方法：

a.可执行文件移动到/usr/bin

b.更改PATH

3.获取环境变量：

1.系统调用:

2.程序获取的env

3.系统内部也维护了一个指针char**environ,指向字符串指针表，直接程序获取(C语言提供的extern char**environ）

4.mm_struct与页表

mm_struct是给进程分配可用的虚拟的空间表，进程按照mm_struct操作，页表是虚拟地址和物理地址间映射关系的表，系统根据页表进行真实地址的访问