Environment of UNIX Processes [Slides from Prof. Yangsae Moon]

Process 실행 2 Kernel exec system call C start-up routine user process int main(int argc, char * argv[]); call return

main() function int main(int argc, char *argv[]); argc : the number of command-line arguments argv[] : an array of pointers to the arguments C Start-Up Routine Started by the kernel (by the exec system call) Take the command-line arguments and the environment from the kernel 3

Process Termination Normal Termination Return from main() Calling exit() // with cleanup process Calling _exit() // without cleanup process Abnormal Termination Calling abort() Terminated by a signal 4

Page 5 exit() 프로세스를 정상적으로 종료한다. Cleanup Processing 을 수행한다. 모든 열려진 스트림 ( 파일 등 ) 을 닫고, 출력 버퍼의 내용을 디스크에 쓴다. status the exit status of a process ( 프로세스의 리턴 값으로 이해할 수 있음 ) 이 값은 UNIX shell 에 의해서 사용됨 (Shell Programming 에서 이용할 수 있음 ) #include void exit(int status);

Page 6 _exit() 프로세스를 정상적으로 종료한다. Kernel 로 즉시 리턴한다. (Cleanup Processing 을 수행하지 않는다.) #include void _exit(int status);

Page 7 atexit() exit handler 를 등록한다. 프로그램이 종료할 때 (exit() 이 호출되었을 때 ) 수행하는 함수들을 등록 프로세스당 32 개까지 등록 가능함 func An exit handler A function pointer exit() 은 exit handler 들을 등록된 역순으로 호출한다. #include void atexit(void (*func)(void)); returns: 0 if OK, nonzero on error

Page 8 C Program Start and Termination return call exit function user function main function C start-up routine exit handler standard I/O cleanup kernel user process exit (does not return) exit (does not return) exit (does not return) call return call return call return …… _exit exec _exit return call

Page 9 예제 : exit handlers (1/2) /* doatexit.c */ static void my_exit1(void), my_exit2(void); int main(void) { if (atexit(my_exit2) != 0) perror("can't register my_exit2"); if (atexit(my_exit1) != 0) perror("can't register my_exit1"); if (atexit(my_exit1) != 0) perror("can't register my_exit1"); printf("main is done\n"); return 0; } static void my_exit1(void) { printf("first exit handler\n"); } static void my_exit2(void) { printf("second exit handler\n"); }

Page 10 예제 : exit handlers (2/2) 실행 결과

Page 11 Command-Line Arguments exec() can pass command-line arguments to a new program. argc 에 Argument 개수를, argv 에 Argument 를 각각 전달한다. Part of normal operation of Unix Shells. argv[argc] is NULL.

Page 12 예제 : echoarg.c #include // echoarg.c int main(int argc, char *argv[]) { int i; for (i = 0; i < argc; i++) /* echo all command-line args */ printf("argv[%d]: %s\n", i, argv[i]); exit(0); }

Page 13 Environment Variables (1/2) 환경 변수 (environment variables) 는 부모 프로세스에서 자식 프로세스로 전달된다. 일반적으로, “.login” 또는 “.cshrc” 파일에서 환경 변수를 설정한다. 환경변수 선언 형식 : 이름 = 값 $ env USER=ysmoon LOGNAME=ysmoon HOME=/home/prof/ysmoon PATH=/bin:/usr/bin:/usr/local/bin:/usr/ccs/bin:/usr/ucb:/usr/ope nwin/bin:/etc:. SHELL=/bin/csh...

Page 14 Environment Variables (2/2)

Page 15 Environment List (1/2) 전역 변수 environ 을 이용하여 환경 변수에 접근한다. extern char ** environ; 각 항목은 " 환경 변수 이름 = 값 " 의 형식을 가진다. 각 문자열은 '\0' 로 끝난다. 환경 변수 리스트의 마지막은 NULL 포인터 argv 와 같은 구조이다.

Page 16 Environment List (2/2) "USER=ysmoon" "LOGNAME=ysmoon" "HOME=/home/prof/ysmoon" "PATH=/bin:/usr/local…" "MAIL =/var/mail/ysmoon" " SHELL=/bin/csh" NULL environ: environment pointer environment list environment strings...

Page 17 getenv() 환경 변수 리스트에서 이름이 name 인 것을 찾아서, 해당 값 ( 스트링 ) 에 대한 포인터를 리턴한다. 실패하면 NULL 포인터를 리턴 #include char *getenv(const char *name); Returns : pointer to value associated with name, NULL if not found

Page 18 putenv() 환경 변수를 추가한다 str 은 "name=value" 형식의 문자열 성공적으로 실행된 경우 0 을 리턴 같은 이름의 환경 변수가 이미 있다면 새 값으로 변경된다 #include int putenv(const char *str); Returns: 0 if OK, nonzero on error

Page 19 setenv(), unsetenv() setenv() 는 환경 변수 “name = value” 를 등록한다. name 의 환경변수가 이미 있을 경우 rewrite != 0 이면 새 값으로 변경되고, rewrite == 0 이면 값이 변경되지 않는다. unsetenv() 는 환경 변수 “name” 을 제거한다. #include int setenv(const char *name, const char *value, int rewrite); Returns: 0 if OK, nonzero on error void unsetenv(const char *name);

Page 20 Env Manipulation Example (1/2)

Page 21 Env Manipulation Example (2/2) Why not change ???

Page 22 Memory Layout of a C Program (1/2) uninitialized data (bss) stack heap initialized data text high address low address command-line arguments and environment variables initialized to zero by exec read from program file by exec

Page 23 Text Segment Machine instructions (read-only, sharable) Initialized Data Segment e.g. int maxcount = 99; (initialized) Uninitialized Data Segment (bss: block started by symbol) e.g. long sum[1000]; Stack automatic variables, temporary variables, return address, caller's environment (registers) Heap dynamic memory allocation (e.g., malloc()) Memory Layout of a C Program (2/2)

Page 24 Static Linking Library 사용된 라이브러리 루틴들이 ( 예 : printf) 실행파일에 추가된다 실행파일 크기 증가 Shared Library 실행파일에 라이브러리 루틴들을 포함하지 않는다. 공용의 메모리에 라이브러리 루틴을 로드하고 이를 공유한다. 프로그램 크기 감소 처음 실행될 때 오버헤드 발생 ( 메모리에 Loading 하는 과정이 필요할 수 있음 ) 라이브러리가 Version-Up 되어도 실행파일을 다시 컴파일 하지 않아도 됨 Shared Libraries

Page 25 Memory Allocation (1/2) Dynamic allocation of memory from heap Provide suitable alignment ex) doubles must start at the addresses that are multiples of 8. #include void *malloc(size_t size); void *calloc(size_t nobj, size_t size); void *realloc(void *ptr, size_t newsize); returns: nonnull pointer if OK, NULL on error void free(void *ptr);

Page 26 Memory Allocation (2/2) malloc() allocates specified number of bytes ( 주어진 바이트 수를 할당 ) initial value of memory is indeterminate ( 초기 값은 결정되지 않음 ) calloc() allocates specified number of objects of specified size ( 주어진 크기의 객체를 주어진 개수만큼 할당 ) initialized to all 0 bits ( 초기 값은 0 으로 결정 ) realloc() changes size of previously allocated memory ( 기 할당된 메모리 영역에 추가 할당 ) initial value of new area is indeterminate ( 새 영역의 초기 값은 결정되지 않음 )

Page 27 예제 : alloc.c #include // alloc.c int main() { struct _cbuf { char buf[12]; } *cbuf; char *mbuf; if((mbuf = (char *)malloc(12)) == (char *)0) { perror("malloc():"); exit(-1); } strcpy(mbuf, "Kangwon"); if((cbuf = (struct _cbuf *)calloc(2, sizeof(struct _cbuf))) == (struct _cbuf *)0) { perror("calloc():"); exit(-1); } strcpy(cbuf->buf, " University"); if((mbuf = (char *)realloc(mbuf, 24)) == (char *)0) { perror("realloc():"); exit(-1); } strcat(mbuf, " National"); printf("%s%s\n", mbuf, cbuf); free(mbuf); free(cbuf); }