硬核手搓解析！进程-内核分析：命令行参数及环境变量，重构main()

stronger13241

449人浏览 · 2026-05-14 07:33:47

stronger13241 · 2026-05-14 07:33:47 发布

重构了main()函数-参数、运行环境，基于Linux进程深度下的吐血整理~~

命令行参数与环境变量

命令行参数

一个命令可以通过 [选项] 来实现特定的功能。

像：ls -a 及ls -a -l

类似于以前使用的main()函数中你可能见过的l两种形态：

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

main()作为程序的入口，实际上我们也可以通过外部指定[选项]来传入并调用特定功能：

vim下的main()

vim内：

int main(int argc, char *argv[])
{
    //……
    return 0;
}

在bash：

# 执行命令
./a.out -l -a hello world 123

本质就是将"-l -a hello world 123"分别分割并传入argv[]

`argc`	5
`argv[0]`	`"./myprogram"`（程序名）
`argv[1]`	`"-l"`
`argv[2]`	`"-a"`
`argv[3]`	`"hello"`
`argv[4]`	`"world"`
`argv[5]`	`"123"`
`argv[6]`	`NULL`（结束标志）

运行代码：

#include <stdio.h>

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

makefile内：

  1 SRC=$(wildcard *.c)
  2 OBJ=$(SRC:.c=.o)
  3 CC=gcc -std=c99                                                                                                                 
  4 LFLAGS=-o
  5 FLAGS=-c
  6 RM=rm -f
  7 all:$(OBJ)
  8     $(CC) $^ $(LFLAGS) pc
  9 %.o:%.c
 10     $(CC) $(FLAGS) $< $(LFLAGS) $@
 11 .PHONY: clean
 12 clean:
 13     $(RM) pc $(OBJ)

运行：

环境变量

☆功能：环境变量是进程级[背景]配置。

特性	说明
本质	键值对(HOME=/home/wzb)
作用	配置环境运行环境，无需修改代码
继承性	子进程自动继承父进程的环境变量
作用范围	当前进程及其子进程

因此：环境变量具有全局特性，可被所有进程继承。

“进程级”配置又是一位程序新引入的执行逻辑，大大增加代码的复杂度。就像C中引入条件语句一般，是跨越性进步。

环境变量的应用举例

查询环境变量

全部查询

env

会打印显示全部已配置环境变量：
格式为[环境变量名称]=[环境变量内容]

针对名称查询（常用的方式）

echo $[名称] #例如：echo $PATH

环境变量的更改

①[原名称]=[新的绝对路径] #覆盖原路径
②[原名称]=$[原名称]:[拼接路径] #简便地路径拼接

配置环境变量

增加环境变量：

export [名称]=[内容]

删除环境变量：

unset [名称]

进程：命令行参数及环境变量的关系

无需多言：
我们在VS2022下运行

#include<stdio.h>
int main(int argc, char* argv[], char* envp[])
{
	// envp是环境变量数组，格式为"KEY=val"
	for (char** env = envp; *env != NULL; env++)
	{
		printf("%s\n", *env);
	}
	return 0;
}

运行结果：

结果显而易见：环境变量全部显现。

结论

因此：自入进程开始我们就处于“命令行参数”+“环境变量”的配置环境。图示如下：

获取环境变量

①getenv();

头文件<stdlib.h>
函数原型：

char* getenv(const char* name);

使用：

输入环境变量的名称来获取指向环境变量值的指针/NULL 。 // "指向目录路径"

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

int main() {
    char *path = getenv("PATH");
    char *home = getenv("HOME");

    printf("PATH: %s\n", path);
    printf("HOME: %s\n", home);
    
    return 0;
}

运行结果：

PATH: /usr/local/bin:/usr/bin:/bin
HOME: /home/wzb

②environ();

头文件：<stdlib.h>
函数原型：

extern char** environ;

二级指针型访问数据可使用下标直接访问

代码实现：

输出同样的结果：

本地变量

本地变量是定义于vim外bash内的变量。

特性：

不会被子进程继承。
定义时"="两侧不能加空格 #否则会被当做命令进行查询像:i=10正确而i = 10就是错误的！！

本地变量的删除：

像环境变量一样：

unset [本地变量名]

本地变量->环境变量：

export [本地变量名称]

问题探讨（内建命令）

众所周知：Linux指令是bash进程下执行文件的子进程。

假如export指令是一般性指令，怎么做到的子进程指令处理内容到父进程呢？

实际上：export别于一般性指令，其本质是“内建命令”(build-in command)。
其不需要创建子进程，而是让bash自己操作。

库函数与系统调用

指令"man"的指定页查询：

1	用户命令（可执行程序）	`ls`, `cd`, `grep`, `find`
2	系统调用（内核提供的接口）	`read`, `write`, `open`, `fork`
3	库函数（C 标准库）	`printf`, `malloc`, `strcpy`

库函数与系统调用的对比

维度	系统调用	库函数
运行空间	内核态（Kernel Mode）	用户态（User Mode）
调用开销	大（需上下文切换）	小（普通函数调用）
实现者	操作系统内核	语言库（如 glibc）或应用程序
例子	`read()`、`write()`、`open()`、`fork()`	`printf()`、`scanf()`、`fread()`、`strcpy()`
是否缓冲	无缓冲（直接操作内核）	通常有缓冲（如 stdio 缓冲）
执行速度	慢	快