《Linux系统编程训练营》0-4_进程参数编程

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TianSong
     江苏
    阅读 6 分钟

    进程空间概要分析

    问题

    execve(...) 的参数分别是什么？有什么意义？
    int create_process(char *path, char *args[])
{
    int ret = fork();
    if (ret == 0) {
        execve(path, args, NULL);
    }
    return ret;
}
    • execve 的本质是系统调用而非函数！！

    image.png

    main 函数（默认进程入口）

    int main(int argc, char *argv[])
    agrc - 命令行参数个数
argv - 命令行参数数组

    注意：启动参数和环境变量 【拷贝】 于父进程

    进程空间概要

    image.png

    进程参数存储分析

    mem.c
    #include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

static int g_init = 255;
static float g_uninit;

static void text()
{
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    static double s_init = 0.255;
    static double s_uninit;
    int i = 0;
    int *p = malloc(4);

    printf("argv[0] = %p\n", argv[0]);
    printf("&i = %p\n", &i);
    printf("p = %p\n", p);
    printf("&g_uninit = %p\n", &g_uninit);
    printf("&s_uninit = %p\n", &s_uninit);
    printf("&g_init = %p\n", &g_init);
    printf("&s_init = %p\n", &s_init);
    printf("text = %p\n", text);

    free(p);

    return 0;
}
    tiansong@tiansong:~/Desktop/linux$ ./mem.out 
argv[0] = 0x7fff7e27210c
&i = 0x7fff7e270c0c
p = 0x55c17314d2a0
&g_uninit = 0x55c1717eb028
&s_uninit = 0x55c1717eb030
&g_init = 0x55c1717eb010
&s_init = 0x55c1717eb018
text = 0x55c1717e81a9

    下面程序输出什么？为什么？

    child.c
    #include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    int i = 0;

    sleep(3);

    for (i=0; i<argc; ++i) {
        printf("exec = %d %s\n", getpid(), argv[i]);
    }

    return 0;
}
    parent.c
    #include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

#define EXE "helloword.out"

int create_process(char *path, char *args[])
{
    int ret = fork();

    if (ret == 0) {
        execve(path, args, NULL);
    }

    return ret;
}

void zero_str(char *s)
{
    while (s && *s) *s++ = 0;
}

int main()
{
    char path[] = EXE;
    char arg1[] = "hello";
    char arg2[] = "world";
    char *args[] = {path, arg1, arg2, NULL};

    printf("%d begin\n", getpid());

    printf("%d child = %d\n", getpid(), create_process(EXE, args));

    zero_str(path);
    zero_str(arg1);
    zero_str(arg2);

    printf("%d path = %s\n", getpid(), path);
    printf("%d arg1 = %s\n", getpid(), arg1);
    printf("%d arg2 = %s\n", getpid(), arg2);
    
    printf("%d end\n", getpid());

    return 0;
}
    tiansong@tiansong:~/Desktop/linux$ gcc parent.c -o parent.out
tiansong@tiansong:~/Desktop/linux$ gcc child.c -o helloword.out
tiansong@tiansong:~/Desktop/linux$ ./parent.out 
4665 begin
4665 child = 4666
4665 path = 
4665 arg1 = 
4665 arg2 = 
4665 end
tiansong@tiansong:~/Desktop/linux$ exec = 4666 helloword.out
exec = 4666 hello
exec = 4666 world
    • 命令行参数，启动参数，进程参数本质相同

    命令行参数规范

    Linux 启动参数（命令行参数）规范

    • 由选项，选项值，操作数组成
    • 选项由短横线 (-) 开始，选项名必须是单个字母或数字字符
    • 选项可以有选项值，选项与选项值之间可用空格分隔（-o test ←→ -otest） [推荐前者]
    • 如果多个选项均无选项值，可合而为一 (-a-b-c ←→ -abc) [推荐前者]
    • 既不是选项，也不能作为选项值的参数是操作数
    • 第一次出现的双横线 (--) 用于结束所有选项，后续参数为操作数
    gcc test.c  -o  test.out
    操作数  选项 选项值

    Linux 启动参数（命令行参数）解析

    • 规则 : if:s （-i， -s， -f 选项值）
    • 示例：

    image.png

    Linux 启动参数（命令行参数）编程

    #include <unistd.h>

extern char *optarg;
extern int optind, opterr, optopt;

int getopt(int argc, char *argv[], const char *optstring);
    • getopt(...) 从 argv[] 数组中获取启动参数，并根据 optstring 定义的规则进行解析

    • getopt(...) 从 argc 和 argv 中获取下一个选项

      • 选项合法：返回值为选项字符，optarg 只想选项值字符串
      • 选项不合法：返回字符 '?'，optopt 保存当前选项字符（错误）
      • 选项合法但缺少选项值：返回字符 ':',optopt 保存当权选项字符（错误）
    • 默认情况下：getopt(...) 对 argv 进行重排，所有操作数位于最后位置

    命令行参数编程

    main.c
    #include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    int i = 0;
    int c = 0;
    int iflg = 0;
    int fflg = 0;
    int sflg = 0;
    char *fvalue = NULL;

    while ((c = getopt(argc, argv, "f:is")) != -1) {  // -i， -s, -f 合法，同时 -f 需要携带选项值
        switch (c)
        {
        case 'f':
            fflg = 1;
            fvalue = optarg;
            break;

        case 'i': 
            iflg = 1;
            break;

        case 's': 
            sflg = 1;
            break;

        case '?': 
            printf("Unknow option: -%c\n", optopt);
            break;

        case ':': 
            printf("-%c missing option argmuent\n", optopt);
            break;

        case 1:
            printf("inter: %s\n", optarg);
            break;

        default:
            printf("ret = %d\n", c);
            break;
        }
    }   

    printf("fflg = %d, fvalue = %s, iflg = %d, sflg = %d\n", fflg, fvalue, iflg, sflg);

    for (i=optind; i<argc; ++i) {   // option index, 每处理一个选项，下标 + 1
        printf("parameter: %s\n", argv[i]);
    }

    return 0;
}
    tiansong@tiansong:~/Desktop/linux$ gcc main.c -o main.out

tiansong@tiansong:~/Desktop/linux$ ./main.out
fflg = 0, fvalue = (null), iflg = 0, sflg = 0

tiansong@tiansong:~/Desktop/linux$ ./main.out -i 
fflg = 0, fvalue = (null), iflg = 1, sflg = 0
tiansong@tiansong:~/Desktop/linux$ ./main.out abc -f

./main.out: option requires an argument -- 'f'    // 系统默认输出
Unknow option: -f
fflg = 0, fvalue = (null), iflg = 0, sflg = 0
parameter: abc

tiansong@tiansong:~/Desktop/linux$ ./main.out -- abc -f
fflg = 0, fvalue = (null), iflg = 0, sflg = 0
parameter: abc
parameter: -f
tiansong@tiansong:~/Desktop/linux$ ./main.out -v -m -n

./main.out: invalid option -- 'v'
Unknow option: -v
./main.out: invalid option -- 'm'
Unknow option: -m
./main.out: invalid option -- 'n'
Unknow option: -n
fflg = 0, fvalue = (null), iflg = 0, sflg = 0

    optstring 规则的扩展定义

    • 起始字符可以是 ： :, +, - 或 省略

      • 省略 → 出现选项错误时，程序中通过 : 或 ? 进行处理并给出错误提示
      • : → 错误提示开关，程序中通过返回值 : 或 ? 进行处理（无默认错误提示） 【关闭错误提示】
      • + → 错误提示开关，遇见操作数是，返回 -1， 认为选项处理完毕（后续都是操作数） 【./demo.out a -v -n -m , a 之后都为操作数，返回 -1】
      • - → 不重排开关，遇见操作数时，返回 1 ，optarg 指向操作数字符串 【默认情况下：getopt(...) 对 argv 进行重排，所有操作数位于最后位置】
      • 组合 → +: or -:
    修改 main.c, 关闭默认错误提示
    while ((c = getopt(argc, argv, ":f:is")) != -1) {
    tiansong@tiansong:~/Desktop/linux$ ./main.out -v -m -n
Unknow option: -v
Unknow option: -m
Unknow option: -n
fflg = 0, fvalue = (null), iflg = 0, sflg = 0
    修改 main.c, 遇见操作数立即停止返回 -1
    while ((c = getopt(argc, argv, "+:f:is")) != -1) {
    tiansong@tiansong:~/Desktop/linux$ ./main.out -v abc -m -n
Unknow option: -v
fflg = 0, fvalue = (null), iflg = 0, sflg = 0
parameter: abc
parameter: -m
parameter: -n
    修改 main.c, 不重排命令行参数，遇见操作数返回 1 ，后继续执行， optarg 指向操作数字符串
    while ((c = getopt(argc, argv, "-:f:is")) != -1) {
    tiansong@tiansong:~/Desktop/linux$ ./main.out -v abc -m -n
Unknow option: -v
inter: abc             // 返回 1 后，继续执行
Unknow option: -m
Unknow option: -n
fflg = 0, fvalue = (null), iflg = 0, sflg = 0
    tiansong@tiansong:~/Desktop/linux$ ./main.out -v abc -m -n def
Unknow option: -v
inter: abc
Unknow option: -m
Unknow option: -n
inter: def
fflg = 0, fvalue = (null), iflg = 0, sflg = 0
    问题：环境变量是什么？有什么意义？
    linux
    TianSong
    737 声望139 粉丝

    阿里山神木的种子在3000年前已经埋下，今天不过是看到当年注定的结果，为了未来的自己，今天就埋下一颗好种子吧

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    引用和评论

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