命令行参数和虚拟地址空间-EW帮帮网

一.命令行参数

1.什么是命令行参数？

在Linux中，命令行就是我们操作各种功能的指令，eg:ls cd pwd ...等等。不过我们有时候还要在指令的后面添加一些参数，eg:ls -l ls -l -a等等，所以这一整行指令就叫做命令行参数，下面以一个自写一个程序为例子：

2.命令行参数的实现：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main(int argc,char* argv[]){
    if(argc !=2){
        printf("请按照选项来输入指令\n");
        return 0;
    }
    printf("argc = %d\n",argc);
    if(strcmp(argv[1],"a") == 0){
        printf("这是功能1\n");
    }
    else if(strcmp(argv[1],"b") == 0){
        printf("这是功能2\n");
    }
    else {
        printf("该功能不存在\n");
        printf("hello world\n");
        printf("hello bit\n");
        printf("还在等待来发中。。。\n");
    }
    return 0;
}

3.运行效果图：

4.解释代码：

其中指令中./a.out 包括后面的a 或者b 或者c 都是命令行参数，main函数中的argc的表示命令行参数的个数，例如在上述的程序中，当输入的参数个数超过2时，就会报错退出； argv是一个指针数组，用来指向各个命令行参数，在上面的这个程序中，argv[0] ==./a.out argv[1] == a，除此之外，argv[2] == NULL(就是说，这个指针数组的最后一个元素为NULL，这是规定使然)。

所以当你输入一个指令的时候，argc最少都为1，表示一个命令行参数，根据输入的参数个数自动变换argc的值，这就是命令行参数。

二.虚拟地址空间

1. 代码展示1：

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
int gval = 100;
int main(){
    pid_t id = fork();
    if(id == 0){
        //子进程
        while(1){
            printf("我是子进程，pid: %d, ppid: %d, gval: %d, gval地址: %p\n",getpid(),getppid(),gval,&gval);
            sleep(1);
            //gval++;
        }
    }
    else{
        //父进程
        while(1){
            printf("我是父进程，pid: %d, ppid: %d, gval: %d, gval地址: %p\n",getpid(),getppid(),gval,&gval);
            sleep(1);
        }
    }
    return 0;
}

代码1运行结果：

2.代码展示2：

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
int gval = 100;
int main(){
    pid_t id = fork();
    if(id == 0){
        //子进程
        while(1){
            printf("我是子进程，pid: %d, ppid: %d, gval: %d, gval地址: %p\n",getpid(),getppid(),gval,&gval);
            sleep(1);
            gval++;
        }
    }
    else{
        //父进程
        while(1){
            printf("我是父进程，pid: %d, ppid: %d, gval: %d, gval地址: %p\n",getpid(),getppid(),gval,&gval);
            sleep(1);
        }
    }
    return 0;
}

代码2结果如图：

从上面案例可以看出：对于一个全局变量，父子进程视角中的地址都是相同的，但是父子进程中的gval值却可以不同的，所以为什么同一个地址，不同的进程访问到的值却不同的呢？

解释：

什么是虚拟地址？

其实我们所学的所有的内存地址都是虚拟地址，换句话说，就是我们所有的语言展示出来的可视化的地址都是虚拟地址，就是我们常看到的堆区、栈区、初始化区、未初始化区等等，以32位为例，通俗意义上讲，虚拟地址空间就是4G的大小。每个进程都可以单独拥有自己的一个虚拟地址空间，所以进程的定义就是

进程 == 内核数据结构（task_struct,mm_struct,页表）（也就是虚拟地址空间）+ 代码和数据

虚拟地址空间可以理解成一个数据结构，他不是真正意义上的内存地址空间。

为什么要有虚拟地址空间？

物理内存就是通俗意义上的CPU中的内存，物理内存是有限的，进程的调度要消耗内存，为了提高效率和解决物理地址空间不足的问题，就给每个进程配一个独立的虚拟内存，虚拟地址空间与物理内存之间通过页表来映射。子进程的创建就以父进程为模板，在不发生修改代码和数据的情况下，父子进程的虚拟地址空间和页表是一样的，也就是说，父子进程通过虚拟地址访问到的物理地址中的数据是一样的，这个就能解释代码展示1中的父子进程中的gval值一样的情况。这样就极大的提高了操作系统调度进程的效率。（通俗上的讲，虚拟地址空间就好像是操作系统给进程画的一张超级大的饼，让进程大胆的进行调度和运行，进程以为操作系统只给她一个人的承诺，但其实操作系统给每个进程都这么画，并且各个进程是相互独立的，不知道其他进程的存在，最终沦为操作系统池塘中的一条鱼）

当然了，采用虚拟地址空间的原因有很多，下面是AI出的好处：

什么是写时拷贝？

创建子进程后，子进程的虚拟内核数据结构是以父进程为模板继承而来的，代码和数据也只有只读属性，当子进程修改代码或者数据时，操作系统会在物理内存中开辟一块新的空间，将修改后的数据写到新的空间中，但是子进程中数据的虚拟地址并没有改变，还是和父进程的虚拟地址一样，改变的是物理地址与虚拟地址之间的这种的映射关系，使得看似一模一样的虚拟地址，通过页表映射访问到物理地址空间中的真实的数据却不一样了，这就是写时拷贝。这样似乎就能解释代码展示2中的，子进程中的gval和父进程中的gval值不一样，但是他们展示出来的虚拟地址却是一样的情况了。写时拷贝，也是进程保证独立性的手段。

命令行参数和虚拟地址空间