[minishell] env 명렁어 (쉘 변수와 환경변수)

[yhames]

쉘 변수와 환경 변수

• 쉘 변수와 환경 변수
  • 쉘 변수
  • 환경변수
    • environ, envp, getenv()
    • envp 변수에 할당되는 시점
  • env 명령어로 쉛 변수를 환경변수로 지정하기

minishell 과제에서 built-in 명령어들은 모두 환경변수와 관련된 명령어 입니다.

built-in 명령어를 구현하다가 env 명령어에 대해 이해가 되지 않아서 쉘 변수와 환경변수에 대해 정리를 해야겠다는 생각이 들었습니다.

env 명령어는 옵션을 제외하고 다음과 같이 2가지 방식으로 사용할 수 있습니다.

• 환경변수 목록 출력

입력

env

출력

TERM_SESSION_ID=w0t0p0:4A2AC993-C7C8-4745-9387-F181921C1CC8
SSH_AUTH_SOCK=/private/tmp/com.apple.launchd.bGePyIUzEC/Listeners
LC_TERMINAL_VERSION=3.4.23
# ...

• 하나 이상의 쉘 변수를 포함하여 환경변수 목록을 출력

입력

env TEST=test

출력

TERM_SESSION_ID=w0t0p0:4A2AC993-C7C8-4745-9387-F181921C1CC8
SSH_AUTH_SOCK=/private/tmp/com.apple.launchd.bGePyIUzEC/Listeners
# ...
TEST=test

• 하나 이상의 쉘 변수를 환경 변수로 지정하여 특정 명령어 실행

입력

env {key=value} other_command

즉, env 명령어를 사용해서 출력되는 변수들의 목록은 환경변수 뿐만 아니라 env 명령어의 매개변수로 전달한 쉘 변수를 포함합니다.

쉘 변수

쉘 변수란 해당 쉘 스크립트 혹은 쉘 세션에서 임시로 사용하는 변수를 의미한다.

일반적으로 쉘 스크립트에서 정의되지만 쉘 세션에서도 사용될 수 있다.

쉘 변수를 할당하는 방법은 다음과 같다.

name="John"

쉘 변수는 문자열이나 숫자 혹은 배열도 가능하다.

환경변수

환경변수란 프로세스가 컴퓨터에서 동작하는 방식에 영향을 미치는, 동적인 값들의 모임입니다.

쉽게 말해서 PATH, HOME 등 프로세스가 동작하는데 사용되는 운영체제의 전역 변수라고 생각하면 됩니다.

쉘에서 환경변수를 조작하는 방법은 다음과 같이 3가지가 있습니다.

• envp 매개변수
• environ 전역변수
• getenv() 함수

environ, envp, getenv()

이들이 가져오는 환경변수가 정확히 어디에 저장되어있는지 확인하기 위해 다음과 같이 각각의 방식으로 환경변수 TEST를 주소와 함께 출력하는 테스트(env_test)를 사용했습니다.

테스트 코드를 실행하기 전에 다음 명령어로 TEST라는 환경변수를 설정해야합니다.

export TEST=test

// env_test.c

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

extern char **environ;

int main(int argc, char **argv, char **envp)
{
	int		i;
	char	*str;

	printf("+===========================+\n");
	printf("|          environ          |\n");
	printf("+===========================+\n");
	i = 0;
	while (environ[i])
	{
		if (strncmp(envp[i], "TEST", 4) == 0)
			printf("[%p] %s\n", environ[i], environ[i]);
		i++;
	}
	printf("\n");

	printf("+===========================+\n");
	printf("|           envp            |\n");
	printf("+===========================+\n");
	i = 0;
	while (envp[i])
	{
		if (strncmp(envp[i], "TEST", 4) == 0)
			printf("[%p] %s\n", envp[i], envp[i]);
		i++;
	}
	printf("\n");

	printf("+===========================+\n");
	printf("|           getenv          |\n");
	printf("+===========================+\n");
	str = getenv("TEST");
	printf("[%p] %s\n", str, str);
	if (str)
		printf("[%p] %s\n", str - 5, str - 5);
	return (0);
}

테스트 결과를 보면 다음과 같습니다.

+===========================+
|          environ          |
+===========================+
[0x16bb4fe56] TEST=test

+===========================+
|           envp            |
+===========================+
[0x16bb4fe56] TEST=test

+===========================+
|           getenv          |
+===========================+
[0x16bb4fe5b] test
[0x16bb4fe56] TEST=test

테스트 결과 모두 같은 주소를 가리키고 있음을 알 수 있었습니다.

envrion과 envp는 모두 같은 문자열 배열을 가리키고 있고

getenv() 함수를 사용할 경우 해당 문자열 배열의 value 부분("key=value" 형식의 문자열에서 = 뒷부분)을 가리키고 있음을 알 수 있다.

envp 변수에 할당되는 시점

그렇다면 envp 변수에 환경변수 문자열 배열이 저장되는 시점은 언제일까?

이를 확인하기 위해 execve() 함수를 사용하여 위의 테스트(env_test)를 실행하는 테스트(exec_test)를 작성했다.

// exec_test_01.c

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

char *strjoin(char *s1, char *s2)
{
	char	*str;
	size_t	s1_len;
	size_t	s2_len;

	s1_len = strlen(s1);
	s2_len = strlen(s2);
	str = (char *)malloc(sizeof(char) * (s1_len + s2_len + 1));
	if (!str)
		return (NULL);
	memcpy(str, s1, s1_len);
	memcpy(str + s1_len, s2, s2_len);
	str[s1_len + s2_len] = '\0';
	return (str);
}

int main(int argc, char **argv, char **envp)
{
	char	*pwd;
	char	*cmd;

	pwd = getcwd(NULL, 0);
	cmd = strjoin(pwd, "/env_test.out");
	execve(cmd, NULL, NULL);
	free(pwd);
	return (0);
}

만약 execve()에서 3번째 매개변수(envp)에 NULL을 전달하면 쉘에서 환경변수가 설정되어 있더라도 다음과 같이 전달되지 않는 모습을 볼 수 있다.

+===========================+
|          environ          |
+===========================+

+===========================+
|           envp            |
+===========================+

+===========================+
|           getenv          |
+===========================+
[0x0] (null)

다른 테스트 케이스를 확인하기 위해 직접 문자열 배열을 만들어서 전달해보았다.

// exec_test_02.c

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

char *strjoin(char *s1, char *s2)
{
	char	*str;
	size_t	s1_len;
	size_t	s2_len;

	s1_len = strlen(s1);
	s2_len = strlen(s2);
	str = (char *)malloc(sizeof(char) * (s1_len + s2_len + 1));
	if (!str)
		return (NULL);
	memcpy(str, s1, s1_len);
	memcpy(str + s1_len, s2, s2_len);
	str[s1_len + s2_len] = '\0';
	return (str);
}

int main(int argc, char **argv, char **envp)
{
	char	*pwd;
	char	*cmd;

	pwd = getcwd(NULL, 0);
	cmd = strjoin(pwd, "/env_test.out");
	execve(cmd, NULL, NULL);
	free(pwd);
	return (0);
}

태스트 결과 다음과 같이 잘 출력된다.

+===========================+
|          environ          |
+===========================+
[0x16f843e50] TEST=test

+===========================+
|           envp            |
+===========================+
[0x16f843e50] TEST=test

+===========================+
|           getenv          |
+===========================+
[0x16f843e55] test
[0x16f843e50] TEST=test

즉, 환경변수 문자열 배열은 execve()와 마찬가지로 main()이 실행되기 전에 environ 변수에 저장이 되고, 해당 값이 envp 매개변수로 전달된 것이라고 예상할 수 있다.

env 명령어로 쉛 변수를 환경변수로 지정하기

env 명령어를 사용하면 특정 쉘 변수를 환경변수로 지정해서 다른 명령어를 실행할 수 있습니다.

env 명령어를 사용해서 환경변수로 지정된 쉘 변수는 다른 쉘 세션이나 자식 프로세스에 영향을 끼치지 않습니다.

이를 알아보기 위해 env_test를 실행할 때 다음과 같은 명령어를 사용해서 테스트를 했습니다.

unset TEST; env TEST=test ./env_test.out

위 명령어를 실행하면 다음과 같은 결과가 나옵니다.

+===========================+
|          environ          |
+===========================+
[0x16d2ffe55] TEST=test

+===========================+
|           envp            |
+===========================+
[0x16d2ffe55] TEST=test

+===========================+
|           getenv          |
+===========================+
[0x16d2ffe5a] test
[0x16d2ffe55] TEST=test

하지만 echo 명령어나 env를 출려갛여 확인해보면 쉘 변수나 환경변수로 저장되어 있지 않다는 것을 볼 수 있습니다.

echo $TEST

env | grep TEST

즉, env에 매개변수로 전달된 쉘 변수는 해당 쉘 세션이나 환경변수로 저장되지 않는다는 것을 알 수 있습니다.

[yhames]

@KenWR 확인해주시고 의문점이 없으시면 Close 해주시면 될 것 같습니다!

[KenWR]

@yhames 너무 정리 잘해주셔서 쉽게 이해할 수 있었습니다 감사합니다!

오타만 수정해주시면 감사하겠습니다!

1. 하지만 echo 명령어나 env를 출려갛여 확인해보면 쉘 변수나 환경변수로 저장되어 있지 않다는 것을 볼 수 있습니다.
   --> 하지만 echo 명령어나 env를 출력하여 확인해보면 쉘 변수나 환경변수로 저장되어 있지 않다는 것을 볼 수 있습니다.

2. env 명령어로 쉛 변수를 환경변수로 지정하기
   --> env 명령어로 쉘 변수를 환경변수로 지정하기