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命令行参数·环境变量·进程地址空间（linux+C/C++）

backend 2025/5/19 4:41:52

命令行参数

环境变量

环境变量的获取

环境变量·本地变量

环境变量的操作

程序地址空间（进程地址空间，也叫虚拟地址空间）

定义

进程独立性解释

空间划分

页表

结论

虚拟地址空间存在原因

小知识

命令行参数

C/C++中，main函数实际上有三个参数，分别是int agrc、char* agrv[ ]、char* envp[ ]，argc表示argv中元素个数，argv代表命令行参数表，envp代表着环境变量表。

linux中我们输入的命令实际上会被当做一个字符串的输入，然后每个空格都会被拆分成一个字符串，形成一个二维字符串数组，存到argv中，这就是命令行参数表。

例：比如 ls -a -l 会被拆分成ls一个字符串，-a一个字符串，-l一个字符串，形成一个char* argv[3]字符串数组

所以命令行参数表从用户的输入中来。

环境变量

解释：是系统级别的全局变量，具备不同用途。（比如ls、pwd等命令）

linux中，环境变量存储在一个称为environ的字符指针数组中。这个数组的每个元素都是一个字符串，形式为VAR_NAME=value，其中VAR_NAME是环境变量的名称，value是与之相关联的值。

比如ls、pwd等的值value是路径，所以我们在执行这个命令程序时可以直接输入命令，无需提供路径，系统会自动在环境变量表中寻找，找到执行，未找到报错。

环境变量的获取

1.main的第三个参数char* envp[ ]

envp就是一个字符串数组，存的就是环境变量的字符串，可以直接在程序中使用envp获取。

2.getenv()函数包含在<stdlib.h>中，linux使用man getenv查询

3.通过C语言提供的全局变量char **environ获取

那么，进程是怎么获取环境变量的呢，实际上，是父进程获取了环境变量，形成了环境变量表，传给子进程。

而bash，也就是最高的父进程的环境变量表，一部分从系统的配置文件中来，一部分通过系统调用来动态获取（所以只要不删配置文件，删除后重启环境变量表仍存在）

创建子进程时，环境变量表和命令行参数表都会被继承

环境变量·本地变量

环境变量具有全局属性：bash往下的每个子进程都可以使用。

本地变量：只在bash内有效，不会被子进程继承

abab就是本地变量

那为什么echo可以获取本地变量呢，因为echo是内建命令，不是可执行程序，cd也是如此。

环境变量的操作

export 变量名=值导入环境变量

unset 变量名取消环境变量

set打印环境变量和本地变量

程序地址空间（进程地址空间，也叫虚拟地址空间）

定义

本质上是PCB内的内核数据结构（mm_struct，叫内存描述符）。

进程创建时，操作系统会给其分配一块虚拟的空间，大小为整个内存的大小，mm_struct中会有指向各个分区的开始和结束地址的指针。

但，实际上，操作系统不会真的直接给一个进程全部的内存空间，毕竟还有其他进程，只是通过一个页表来将虚拟的地址映射到物理地址上，映射到物理空间上，只占一块空间，所以说是虚拟地址空间。

所以进程在访问内存时，要先进行虚拟地址到物理地址的映射，找到物理内存，然后访问。

虚拟地址空间的大致布局如下，

进程独立性解释

1.当子进程修改数据时，会进行写时拷贝，开新的物理空间，将内容拷贝过去，更改页表映射关系（工作全由操作系统自动完成，用户不知道）。但是虚拟地址不变，只是物理地址变了

2.如果子进程未修改数据，子进程页表的映射的物理地址和父进程的相同。

空间划分

对于一个分区（比如栈区、堆区等）来说，其实只需要有指向区域开始地址和结束地址指针即可表明这段区域。

所以在mm_struct中，会存在成对的虚拟指针，而页表中会存在其指针映射

页表

储存虚拟地址和物理地址的映射关系，会对虚拟地址进行像rwx这样的权限标记。

结论

1.地址空间只要存在，那么全局数据区就存在，所以全局变量会一直存在，包括static变量。

2.代码区中有个字符常量区，字符串常量其实和代码是编译在一起的，都是只读的。

3.为什么字符串常量不可修改：字符常量区权限为只读，页表会对这块区域做权限限制，禁止写入操作

4.const是用来告诉编译器的，对于我们对字符常量进行写入的操作，加const会在编译时报错，不加会在运行时报错。

5.命令行参数和环境变量都是属于父进程地址空间的数据资源，和代码区数据区一样，子进程会继承父进程的地址空间，所以子进程就获得了命令行参数和环境变量。