# シェル変数との違いからみた環境変数 - シェルもどきをgoで自作する #14

## おさらい

これまで

- [シェルってなに？コマンドラインインタプリタってなに？ - シェルもどきをgoで自作する#1](https://hackmd.io/@jyami/HJzohRn2D)
- [コマンドと引数の分解、環境変数PATHから探索、外部コマンドと内部コマンド - シェルもどきをgoで自作する #2](https://hackmd.io/@jyami/HyeSkkThP)
- [字句解析その1 - シェルもどきをgoで自作する #3](https://hackmd.io/@jyami/Hk3bWSMQO)
- [字句解析その2 - シェルもどきをgoで自作する #4](https://hackmd.io/@jyami/S1BkltxQu)
- [リダイレクションってなに？ - シェルもどきをgoで自作する #5](https://hackmd.io/@jyami/S113NQx8u)
- [リダイレクションの種類 - シェルもどきをgoで自作する #6](https://hackmd.io/@jyami/rJ3XmClqd)
- [リダイレクションの構文 - シェルもどきをgoで自作する #7](https://hackmd.io/@jyami/BJ04J2Upd)
- [コマンドプロセスを作成する際のファイルディスクリプタの操作 - シェルもどきをgoで自作する #8](https://hackmd.io/@jyami/Hy7nSciMt)
- [構文解析と抽象構文木 - シェルもどきをgoで自作する #9](https://hackmd.io/@jyami/ByrK1ajIK)
- [パイプってなに？ - シェルもどきをgoで自作する #10](https://hackmd.io/@jyami/SkXR3iltK)
- [ワイルドカードってなに？ - シェルもどきをgoで自作する #11](https://hackmd.io/@jyami/SJghKSl3F)
- [環境変数ってなに？ - シェルもどきをgoで自作する #12](https://hackmd.io/@jyami/H12wYg4L9)
- [環境変数の設定と環境変数の展開 - シェルもどきをgoで自作する #13](https://hackmd.io/@jyami/Hy3EefRgj)

シェルもどき「[oreshell](https://github.com/jyami/oreshell)」を自作している。
前回は環境変数を実装をした。

(たぶん)次回以降でシェル変数を実装するが、その前に環境変数とシェル変数の違いを確認する。
また、シェル以外のプロセスによる環境変数の扱いを確認する。

## シェル変数とは

> UNIXにおいて、シェルが持つ変数のこと。シェル自体の動作を変更したり、シェルスクリプトで使用したりする。
[コトバンク](https://kotobank.jp/word/%E3%82%B7%E3%82%A7%E3%83%AB%E5%A4%89%E6%95%B0-4088)

## シェル変数と環境変数の使い方は似ている

### シェル変数

設定

$ <変数名>=値

参照(展開)

$<変数名>
または
${<変数名>}

一覧表示

$ set

例:

$ ABC=abc
$ set | grep ABC
ABC=abc
$ echo ${ABC}
abc

### 環境変数

代入

$ export <変数名>=値

参照(展開)

$<変数名>
または
${<変数名>}

一覧表示

$ env
または
$ printenv

例:

$ export ABC=abc
$ env | grep ABC
ABC=abc
$ echo ${ABC}
abc

環境変数とシェル変数で同名の変数があれば環境変数を優先する([らしい](https://ie.u-ryukyu.ac.jp/~e045713/shell/act2.html))。

## 環境変数とシェル変数の違い

シェル変数は同一シェル内で有効な変数である。
それに対し、環境変数はシェル以外のプロセスも変数を扱うことができる。
また、プロセス自身が持つ変数を、そのプロセスが作成した子プロセスに受け渡すことができる。

## シェル変数との違いからみた環境変数

環境変数がシェル変数と違う点は以下の2つ。
- シェル以外のプロセスで変数を使うことができる。
- 子プロセスに変数を受け渡すことができる。

Unix(linux,osxも含む)が上記をどのように実現するかは、C言語のプログラムを書いたほうが理解しやすい。

### シェル以外のプロセスで環境変数を参照

以下は環境変数を参照するC言語のプログラム。

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

int
main(void) {
    printf("hello env %s\n", getenv("ABC"));

    getchar(); // プログラムを入力待ちにすることによって一時停止
}

上記、プログラムをコンパイルする。

$ gcc -o helloenv helloenv.c

環境変数を指定してプログラムを実行する。

$ ABC=abc ./helloenv
helloenv abc

プロセス起動時に指定した環境変数(ABC)をhelloenv内で参照していることがわかる。

### シェル以外のプロセスが子プロセスを作成し環境変数を受け渡す

以下はhelloenvプロセスを作成するC言語のプログラム。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>

int main()
{
    // 環境変数を設定
    setenv("ABC", "abc", 1);

    // プロセスをコピー(環境変数も含む)して分岐
    pid_t pid = fork();
    if (pid < 0) {
        // fork失敗
        perror("fork error");
        exit(-1);
    } else if (pid == 0) {
        // 子プロセスで別プログラム(helloenv)を実行
        execl("./helloenv", "helloenv", NULL);
        // 正しく別プログラムを実行できればここに到達しない。
        perror("execle error");
        exit(-1);
    }

    // 親プロセスの処理の続き
    int status;
    pid_t r = waitpid(pid, &status, 0); //子プロセス(helloenv)の終了待ち
    if (r < 0) {
        perror("waitpid error");
        exit(-1);
    }
    return 0;
}

■ fork

forkシステムコール
> fork（フォーク）とは、プロセスのコピーを生成するものである。
[wikipedia](https://ja.wikipedia.org/wiki/Fork)


■ プロセスの分岐を表した図

上記、プログラムをコンパイルする。

$ gcc -o create_helloenv create_helloenv.c

プログラムを実行する。

$ ./create_helloenv
helloenv abc

create_helloenvが起動後に内部で設定した環境変数(ABC)を、子プロセスであるhelloenvに受け渡していることがわかる。

最近知ったのだが、Linuxは、「/proc/<プロセスID>/environ」でプロセス起動時の環境変数を確認することができる。
以下は「/proc/<プロセスID>/environ」でhelloenv起動時のの環境変数を確認している様子。

$ ps aux | grep helloenv
eijim    12645  0.0  0.0   2492   512 pts/8    S+   00:37   0:00 ./create_helloenv
eijim    12646  0.0  0.0   2492   576 pts/8    S+   00:37   0:00 helloenv
eijim    12655  0.0  0.0   7484   656 pts/5    S+   00:42   0:00 grep --color=auto helloenv
$ cat /proc/12646/environ | sed -e 's/\x0/\n/g' | grep ABC
ABC=abc