linux程式的命令列引數

程式執行的時候需要命令列引數，linux中更是這樣，隨便在shell輸入/bin/xx --help後列舉出來的引數讓你頭暈眼花，可是這些引數是怎麼進入程式的呢，我們知道程式執行的時候一般從main開始，而mian有兩個引數，乙個是 argc代表引數的個數，乙個是argv代表具體字串型別的引數，這是我們所看到的，我們都知道函式的引數都在堆疊中，在呼叫函式前，主調函式應該將引數壓入堆疊後再呼叫被調函式，那麼是誰呼叫的main函式呢？又是誰將main的引數壓入堆疊的呢？

關於第乙個問題，是誰呼叫的main函式，我就不多說了，因為網上已經有了一篇叫做《before main》的文章了，寫得非常好，可以搜尋一下，讀了此文你會明白實際上使用者程序的開始函式並不是main，在main之前還有很多任務作要做，但是如果說是xx呼叫了main，那麼就是xx壓入了引數，我們很多人喜歡糾著乙個問題一直到底，那我們就較較真兒，又是誰將引數給了xx呢？我們開始乙個程式的時候要呼叫exec系列函式，比如execve，我們看看execve的宣告：

int execve(const char *filename, char *const argv,char *const envp);

我們看一下這第二個和第三個引數實際上就是main的引數（main的第乙個引數argc是由這些引數算出來的），而呼叫execve的時候還是原來的進程，新的程序還只是乙個filename，具體能否執行還有待商榷呢，新程序根本沒有對映進使用者空間，這時這些引數是怎麼傳遞給新的程序的呢？我們於是就來正式解答第二個問題：又是誰將main的引數壓入堆疊的呢？

研究linux有個好的不得了的資源就是核心，當你遇到任何棘手的問題都可以從核心得到解答，當然今天我們的問題並不算棘手！我們還是看看sys_ececve是怎麼做的：

asmlinkage int sys_execve(struct pt_regs regs)

int error;

char * filename;

filename = getname((char __user *) regs.ebx);

error = ptr_err(filename);

if (is_err(filename))

goto out;

error = do_execve(filename,

(char __user * __user *) regs.ecx,

(char __user * __user *) regs.edx,

®s);

...//我們今天的問題到此為止，以下省略

繼續do_execve

int do_execve(char * filename,

char __user *__user *argv,

char __user *__user *envp,

struct pt_regs * regs)

struct linux_binprm *bprm;

bprm = kzalloc(sizeof(*bprm), gfp_kernel);

bprm->file = file;

bprm->filename = filename;

bprm->interp = filename;

bprm->argc = count(argv, max_arg_strings);

if ((retval = bprm->argc) < 0)

goto out_mm;

bprm->envc = count(envp, max_arg_strings);

if ((retval = bprm->envc) < 0)

goto out_mm;

retval = copy_strings_kernel(1, &bprm->filename, bprm);//拷貝檔名稱

bprm->exec = bprm->p;

retval = copy_strings(bprm->envc, envp, bprm);//拷貝envc

if (retval < 0)

goto out;

env_p = bprm->p;

retval = copy_strings(bprm->argc, argv, bprm);//拷貝argc

if (retval < 0)

goto out;

bprm->argv_len = env_p - bprm->p;

retval = search_binary_handler(bprm,regs);

我們看到argc是怎麼算出來的：

bprm->argc = count(argv, max_arg_strings);

它實際上就是算出了引數的個數，下面最重要的就是copy_strings函式了，這個函式的意義就是將引數拷貝到乙個核心的頁面當中並設定為bprm的乙個字段，我們先看看bprm結構：

struct linux_binprm while (0)

ei_index += 2;

sp = stack_add(p, ei_index);

items = (argc + 1) + (envc + 1); //items就是引數的數量

if (interp_aout) else else {

argv = sp;

envp = argv + argc + 1;

p = current->mm->arg_start;

while (argc-- > 0) { //一次壓入argv引數的指標

size_t len;

__put_user((elf_addr_t)p, argv++);

len = strnlen_user((void __user *)p, page_size*max_arg_pages);

if (!len || len > page_size*max_arg_pages)

return;

p += len;

__put_user(0, argv);

current->mm->arg_end = current->mm->env_start = p;

while (envc-- > 0) {

size_t len;

__put_user((elf_addr_t)p, envp++);

len = strnlen_user((void __user *)p, page_size*max_arg_pages);

if (!len || len > page_size*max_arg_pages)

return;

p += len;

__put_user(0, envp);

current->mm->env_end = p;

sp = (elf_addr_t __user *)envp + 1;

copy_to_user(sp, elf_info, ei_index * sizeof(elf_addr_t));

要想徹底明白這個機制，其實明白main的引數結構就可以了，看看第二個引數char *argv，實際上就是個指標的指標了，argv指向乙個陣列的頭指標，而此陣列的元素是字串，copy_strings拷貝的是各個字串的內容，在當時由於新的位址空間還未就位因此根本談不上指標，因為指標其實就是位址空間的乙個位址，後來到了create_elf_tables的時候，起碼引數相關的vma已經就位了，因此位址資訊就確定了，因此只有在這裡推入各個引數的指標資訊，而這些指標指向的就是copy_strings拷貝的內容，相應的指標值是通過引數vma的內部位址和引數數量算出來的。

這就是堆疊的好處，幫助一切函式呼叫傳遞引數，包括main函式（rom中無法呼叫函式就是因為rom不可寫，而操作堆疊必須寫記憶體）。linux將一切策略留給使用者，僅僅幫助使用者推入了一系列main函式的引數，不光linux，windows也是這樣，不過windows除了這些，還幫使用者做了更多，包括把使用者煩死。

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