Ｃ言語でのコマンドライン引数の内部での処理のされ方

Question

Ｃ言語でint main(int argc, char *argv[])とメイン関数を宣言します。

2番目の引数はＣ言語の文法的にいうと文字列へのポインタの配列だとおもいますが、一般的な関数でこの引数に値を渡すとすると、以下のように宣言されたポインタ配列を渡すことになるとおもいます。

・宣言
char *pa[];
・関数への渡し
func(pa);

話が元に戻りますが、main関数でもらう場合は、プログラム外部から与えられた引数は（正確に言うとアドレス）、メモリ上ではＣ言語で書かれたexeファイルの外から実行時にプログラムファイルのメモリ上にコピーされるのでしょうか？

自分でもうまく表現できないのですが、
・コマンドプロンプトで引数を与えて実行
　　　　　　　　↓
・プログラムファイルのメモリ上に引数がロードされる
ということでいいんでしょうか？

自分でもなんだかうまく表現できないので、お暇な方でよろしいので、気が向いた人、回答ください。

よろしくお願いします。

Oh-Orange · Accepted Answer

★ちょっと昔話。
・Windows より前の OS MS-DOS では、プログラムが実行されるとメモリ上に存在する
　EXE ヘッダにコマンドラインの文字列と文字数が格納されます。
　そして、C 言語で作成されたプログラムは main() 関数を実行する前にスタートアップ
　ルーチンという処理が行われます。この処理の中に EXE ヘッダに存在するコマンドライン
　文字列のコピーを作ります。その後、スペースで区切られた引数を char *argv[] に
　セットしてから main() 関数が呼び出されます。
・よって、まとめると
　(1)コマンドラインから実行
　(2)プログラムをメモリ上にロード(EXE ヘッダに引数文字列がセットされる)
　(3)スタートアップ処理で EXE ヘッダから C 言語のグローバル変数領域に引数文字列をコピー
　(4)コピーされた引数文字列をスペース文字で区切って char *argv[] 配列にセット
　(5)main() 関数に char *argv[] と区切った引数の個数を argc で渡す
　↑
　簡単に説明するとこんな感じになります。
・引数文字列はコピーしたものを *argv[] で使うため EXE ヘッダにある引数文字列は
　書き換わりません。→正しくは EXE ヘッダにある引数文字列は書き換えてはいけない。
・上記のは MS-DOS という OS の話です。でも Windows のプログラムも同様な処理を行っている
　と思います。EXE ヘッダ(PE情報)があるので。MS-DOS 時代よりも PE ヘッダが複雑でサイズが
　増えていますね。この PE 情報の資料がほとんど見つかりませんね。英語サイトならありますが…。

最後に:
＞・プログラムファイルのメモリ上に引数がロードされる
　↑
　プログラムファイルのメモリ上(EXEヘッダ)に引数文字列がロードされる
　その後、プログラムのグローバル変数領域に引数文字列がコピーされる
　そして、コピーされた引数文字列をスペース文字で分割される
　そしたら main() 関数の char *argv[] として引数文字列が渡される
　という順になります。
・ちなみに Windows API 関数に引数文字列を取得する GetCommandLine() があります。
　これは多分、EXE ヘッダの引数文字列から直接ポインタで取得しているような気がします。
　理由は、この関数で取得した引数文字列は書き換えないようにという注意書きがあるので。
　でも、本当のところはよく分かりませんが…。注意書きを信じてコピーしてから使いましょう。
・他の OS については詳しく知りませんので 昔の MS-DOS、そして Windows 系で回答してみました。
・以上。

参考URL：http://wisdom.sakura.ne.jp/system/winapi/win32/win6.html

jacta · Answer

ホスト処理系では、最初にmainが呼び出された後のことしか、規格上は扱われていません。つまり、それ以前のことは処理系が勝手に決めることですので、一般論で語っても意味ありません。

ちなみに、先ほど「最初に」と書いたのは、mainを再帰的に呼び出すことも可能だからです。その場合は、アプリケーション側でどんな風にメモリを割り付けるかによります。

rabbit_cat · Answer

＃２さんの通り、たいていプログラムの起動時に _CRTStartup() とかいった名前の関数が呼ばれて、そこで、コマンドライン引数などの解析（argc,argvへの格納）をして、main()を呼び出すって感じの処理をすしてます。
例えば、いにしえのＤＯＳの時代には、
アドレス 80h にコマンドライン引数が格納されていました。
http://www5c.biglobe.ne.jp/~ecb/assembler2/1_1.html

isle · Answer

C言語の規格では、mainエントリ関数に渡されたコマンドライン文字列は書き換え可能ということになっています。
#元の文字列の長さを超えて書き込むとどうなるかは分かりません。

ということから、mainに来る前にメモリが確保されて文字列がコピーされている、と考えることができるのではないでしょうか。

AsanoNagi · Answer

実は、厳密に言えば、Ｃ／Ｃ＋＋のプログラムで最初に実行されるのは、main() ではありません。
引数の処理や、グローバル変数の初期化など、前処理をするプログラムがあります。
このプログラムが動いて、準備がすべて整った後で、main() という関数がこのプログラムから呼び出されます。

コマンドラインの引数をどのようにして渡すかは、コマンドプロンプトやＯＳの取り決めになります。その取り決めを理解して、main() がわかるようにセットアップするプログラムが、一番最初に動くということになります。
そういう小さな（小さくないかも）プログラムが、各コンパイラの各ＯＳ用に準備されています。これは、ユーザーには見えないうちに処理されてしまいます。

いわゆる「組み込み」の世界で、ＯＳなど無いという段階では、main() を呼ぶまでのスタートアップルーチンも、はっきり見えますが。

Ｃ言語でのコマンドライン引数の内部での処理のされ方

★ちょっと昔話。

ホスト処理系では、最初にmainが呼び出された後のことしか、規格上は扱われていません。

＃２さんの通り、たいていプログラムの起動時に _CRTStartup() とかいった名前の関数が呼ばれて、そこで、コマンドライン引数などの解析（argc,argvへの格納）をして、main()を呼び出すって感じの処理をすしてます。

C言語の規格では、mainエントリ関数に渡されたコマンドライン文字列は書き換え可能ということになっています。

実は、厳密に言えば、Ｃ／Ｃ＋＋のプログラムで最初に実行されるのは、main() ではありません。

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