Операционная система UNIX - Робачевский Андрей Михайлович

Заголовок COFF присутствует в исполняемых файлах, промежуточных объектных файлах и библиотечных архивах. Каждый исполняемый файл кроме заголовка COFF содержит заголовок a.out, хранящий информацию, необходимую ядру системы для запуска программы[16] (табл. 2.6).

Таблица 2.6. Поля заголовка a.out

Поле Описание vstamp Номер версии заголовка tsize Размер раздела инструкций (text) dsize Размер инициализированных данных (data) bsize Размер неинициализированных данных (bss) entry Точка входа программы text_start Адрес в начала сегмента инструкций виртуальной памяти data_start Адрес в начала сегмента данных виртуальной памяти

Все файлы формата COFF имеют один или более разделов, каждый из которых описывается своим заголовком. В заголовке хранится имя раздела (.text, .data, .bss или любое другое, установленное соответствующей директивой ассемблера), размер раздела, его расположение в файле и виртуальной адрес после запуска программы на выполнение. Заголовки разделов следуют сразу за заголовком файла.

Таблицы символов и строк являются основой системы отладки. Символом является любая переменная, имя функции или метка, определенные в программе.

Каждая запись в таблице символов хранит имя символа, его виртуальный адрес, номер раздела, в котором определен символ, тип, класс хранения (автоматический, регистровый и т.д.). Если имя символа занимает больше восьми байт, то оно хранится в таблице строк. В этом случае в поле имени символа указывается смещение имени символа в таблице строк.

С помощью символьной информации можно определить виртуальный адрес некоторого символа. Одним из очевидных применений этой возможности является использование символьной информации в программах- отладчиках. Эта возможность используется некоторыми программами, например, утилитой ps(1), отображающей состояние процессов в системе.

Выполнение программы в операционной системе UNIX

Выполнение программы начинается с создания в памяти ее образа и связанных с процессом структур ядра операционной системы, инициализации и передаче управления инструкциям программы. Завершение программы ведет к освобождению памяти и соответствующих структур ядра. Образ программы в памяти содержит, как минимум, сегменты инструкций и данных, созданные компилятором, а также стек для хранения автоматических переменных при выполнении программы.

Запуск C-программы

Функция main() является первой функцией, определенной пользователем (т. е. явно описанной в исходном тексте программы), которой будет передано управление после создания соответствующего окружения запускаемой на выполнение программы. Традиционно функция main() определяется следующим образом:

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

Первый аргумент (argc) определяет число параметров, переданных программе, включая ее имя.

Указатели на каждый из параметров передаются в массиве argv[], таким образом, через argv[0] адресуется строка, содержащая имя программы, argv[1] указывает на первый параметр и т.д.. до argv[argc-1].

Массив envp[] содержит указатели на переменные окружения, передаваемые программе. Каждая переменная представляет собой строку вида имя_переменной=значение_переменной. Мы уже познакомились с переменными окружения в главе 1, когда обсуждали командный интерпретатор. Сейчас же мы остановимся на их программной "анатомии".

Стандарт ANSI С определяет только два первых аргумента функции main() — argc и argv. Стандарт POSIX.1 определяет также аргумент envp, хотя рекомендует передачу окружения программы производить через глобальную переменную environ, как это показано на рис. 2.6:

extern char *environ;

Рекомендуется следовать последнему формату передачи для лучшей переносимости программ на другие платформы UNIX.

Рис. 2.6. Передача переменных окружения

Приведем пример программы, соответствующую стандарту POSIX.1, которая выводит значения всех аргументов, переданных функции main(): число переданных параметров, сами параметры и значения первых десяти переменных окружения.

#include <stddef.h>

extern char **environ;

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

 int i;

 printf("число параметров, переданных программе %s равно %dn",

  argv[0], argc-1);

 for (i=1; i<argc; i++)

  if (environ[i] != NULL)

   printf("environ[%d] : %sn", i, environ[i]);

}

В результате компиляции будет создан исполняемый файл программы (по умолчанию a.out). Запустив его, мы увидим следующую информацию:

$ <b>a.out first second 3</b>

число параметров, переданных программе a.out равно 3

argv[1] = first

argv[2] = second

argv[3] = 3

environ[0] : LOGNAME=andy

environ[1] : MAIL=/var/mail/andy

environ[2] : LD_LIBRARY_PATH=/usr/openwin/lib:/usr/ucblib

environ[3] : PAGER=/usr/bin/pg

environ[4] : TERM=vt100

environ[5] : PATH=/usr/bin:/bin:/etc:/usr/sbin:/sbin:/usr/ccs/bin:/usr/local/bin

environ[6] : HOME=/home/andy

environ[7] : SHELL=/usr/local/bin/bash

Максимальный объем памяти для хранения параметров и переменных окружения программы ограничен величиной ARG_MAX, определенной в файле <limits.h>. Это и другие системные ограничения могут быть получены с помощью функции sysconf(2).