Linux命令行参数执行详解

转自： http://www.groad.net/bbs/simple/?t2609.html 1. Linux 如何从命令行执行程序 从 shell 中运行程序时，系统会为要执行的程序在内存中创建一个区域。分配给程序的内存区域可以位于物理内存的任何位置。为了使这一过程简化，每个程序都被分配相同的虚拟内存地址。虚拟内存地址由操作系统映射到物理内存地址。 在 Linux 中，分配给程序的虚拟地址从地址 0x80480000 开始，到 0xbfffffff 结束。Linux 操作系统按照专门的格式把程序存放在虚拟内存地址中，如下图所示： 内存区域中的第 1 块区域包含会变代码的所有指令和数据(来自 .bss 和 .data 段)。指令步进包含汇编程序的指令代码，还包含 Linux 运行程序的连接过程所需要的指令信息。 内存中的第 2 块区域时堆栈区，它向下增长。但不能就认为，堆栈指针就是从 0xbfffffff 开始的。因为在加载程序之前，Linux 会把一些内容放到堆栈中，其中命令行参数就在这里。 2. 分析堆栈 程序启动时，Linux 会将 4 种类型的信息存放到程序堆栈中： 命令行参数(包括程序名称)的数目 从 shell 里执行的程序名称 命令行中包含的任何参数 在程序启动时所有当前的 Linux 环境变量 程序名称、命令行参数和环境变量都是均已 '/' 结尾的长度可变的字符串。为了让工作变得更简单，Linux 不仅把字符串加载到堆栈中，还把执行每个这些元素的指针加载到堆栈中，所以可以很容易的在程序中定位它们。 程序启动时，堆栈的一般布局如下图所示： 下面通过调试 http://www.groad.net/bbs/read.php?tid-2600.html 中的程序观察堆栈的情况。 引用 (gdb) b 13 Breakpoint 1 at 0x8048075: file area.s, line 13. (gdb) run 10 20 30 Starting program: /home/beyes/Program/Assembly/area 10 20 30 Breakpoint 1, _start () at area.s:13 13 finit (gdb) print $esp $1 = (void *) 0xbffff430 上面，Starting program 表示运行命令行中指定的命令行参数。这里我们使用了 10, 20, 30 这 3 个数字作为命令行参数。地址 0xbffff430 是栈顶。现在看一下堆栈里都如何存放上面所说的数据，使用 x 命令看内存中的值： 引用 (gdb) x/20x 0xbffff430 0xbffff430:0x000000040xbffff5c90xbffff5eb0xbffff5ee 0xbffff440:0xbffff5f10x000000000xbffff5f40xbffff615 0xbffff450:0xbffff6280xbffff6330xbffff6430xbffff693 0xbffff460:0xbffff6a50xbffff6cf0xbffff6ef0xbffff6fa 0xbffff470:0xbffff71a0xbffffbbb0xbffffbe10xbffffc13 对照上图： 第 1 个值 0x00000004 正是命令行的参数数目(包含全路径的的程序名，10，20，30)，共 4 个。 第 2 个值 0xbffff5c9 是包含全路经的程序名： 引用 (gdb) x/s 0xbffff5c9 0xbffff5c9: "/home/beyes/Program/Assembly/area" 全路径名+最后一个'/'字符共 0x22 个字节， 0xbffff5c9 + 0x21 = 0xbffff5ea 。那么从 0xbffff5eb 开始就存放命令行参数了。 第 3，4，5 个值分别是参数 10, 20, 30 的地址： 引用 (gdb) x/s 0xbffff5eb 0xbffff5eb: "10" (gdb) x/s 0xbffff5ee 0xbffff5ee: "20" (gdb) x/s 0xbffff5f1 0xbffff5f1: "30" 注意，所有命令行参数都是以字符串形式存储的！如参数 "10" 的起始地址是 0xbffff5eb，结束地址为 0xbffffe3d，这里总共 3 个字节，其中包括 '/' 结尾这个字节。这也就是为什么查看这个内存是是用 x/s 来显示(s 表示显示字符串)。 在命令行参数之后，4 字节的空值被放到堆栈中，作为参数和指向环境变量的指针的分界点。在 0x00000000 往上，是一些环境变量： 引用 (gdb) x/s 0xbffff5f4 0xbffff5f4: "ORBIT_SOCKETDIR=/tmp/orbit-beyes" (gdb) x/s 0xbffff615 0xbffff615: "SSH_AGENT_PID=1359" (gdb) x/s 0xbffff628 0xbffff628: "TERM=xterm" ... ... 查看命令行参数： 引用 .section .data output1: .asciz "There are %d parameters:/n" output2: .asciz "%s/n" .section .text .global _start _start: movl ( %esp ), %ecx #读取"参数数目" pushl %ecx pushl $output1 call printf #C函数的参数入栈从右到左入栈 addl $4 , %esp popl %ecx movl %esp , %ebp addl $4 , %ebp #EBP指向第一个命令行参数(即函数名./read) loop1: pushl %ecx #printf函数会改变ECX的值,这里要入栈保存起来 pushl ( %ebp) pushl $output2 call printf addl $8 , %esp popl %ecx #弹出以递减 addl $4, %ebp loop loop1 pushl $0 call exit 运行与输出： 引用 $ ./read 10 20 30 There are 4 parameters: ./read 10 20 30 查看环境变量： 引用 .section .data output: .asciz "%s/n" .section .text .global _start _start: movl %esp, %ebp addl $12, %ebp #指向环境变量(不加其他命令行参数运行程序) loop1: cmpl $0, (%ebp) je endit pushl (%ebp) pushl $output call printf addl $12, %esp addl $4, %ebp loop loop1 endit: pushl $0 call exit 运行与输出： 引用 $ ./read2 ORBIT_SOCKETDIR=/tmp/orbit-beyes SSH_AGENT_PID=1364 SHELL=/bin/bash TERM=xterm ... ...

beyes 2010-08-20 23:26 在堆栈中存放的命令行参数是以字符串的形式来查看的，如果是数字型参数，要对其转换后才可以使用。转换可以使用 C 库函数： atoi() : 把 ASCII 字符串转换为短整数值 atol() : 把 ASCII 字符串转换为长整数值 atof() : 把 ASCII 字符串转换为双精度浮点值 调用这些函数前，指向参数字符串位置的指针必须放在堆栈中。atoi() 的结果返回到 EAX 中，atol() 的结果存放在 EDX:EAX中，atof() 结果返回到 FPU 的 ST(0) 寄存器中。 测试程序： 引用 .section .data output: .asciz "This area is: %f/n" .section .bss .lcomm result , 4 .section .text .global _start _start: nop finit pushl 8( %esp) #取得命令行中的半径值(字符串地址) call atoi addl $4 , %esp #恢复堆栈 movl %eax , result fldpi filds result fmul %st( 0 ), %st( 0) #半径平方 fmul %st( 1 ), %st( 0) #与pi相乘 fstpl ( %esp) pushl $output call printf addl $12 , %esp pushl $0 call exit 运行与输出： 引用 $ ./cmd 10 This area is: 314.159265