Переменные окружения в операционных системах

Введение

Переменная среды — это значение, определяемое пользователем, которое может влиять на поведение запущенных процессов в операционной системе. Переменные среды являются частью окружения, в котором выполняется процесс. Например, запущенный процесс может запросить значение переменной среды TEMP, чтобы определить подходящее место для хранения временных файлов, или переменной HOME или USERPROFILE, чтобы найти структуру каталогов, принадлежащую пользователю, запустившему процесс. Они были введены в современном виде в 1979 году с выпуском Unix версии 7 и с тех пор включены во все варианты и дистрибутивы Unix-подобных операционных систем, включая Linux и macOS. Начиная с PC DOS 2.0 в 1982 году, все последующие операционные системы Microsoft, включая Microsoft Windows и OS/2, также поддерживают их как функцию, хотя и с несколько отличающимся синтаксисом, способом использования и стандартными именами переменных.

Дизайн

Во всех Unix и Unix-подобных системах, а также в Windows, каждый процесс имеет свой собственный набор переменных окружения. По умолчанию, при создании процесса, он наследует дублированное окружение времени выполнения от родительского процесса, за исключением явных изменений, внесенных родителем при создании дочернего процесса. На уровне API эти изменения должны быть сделаны между вызовами fork и exec. В качестве альтернативы, из командных оболочек, таких как bash, пользователь может изменить переменные окружения для конкретного вызова команды, косвенно вызвав его через env или используя обозначение ПЕРЕМЕННАЯ_ОКРУЖЕНИЯ=ЗНАЧЕНИЕ <команда>. Запущенная программа может получать доступ к значениям переменных окружения для целей конфигурации. Shell-скрипты и пакетные файлы используют переменные окружения для передачи данных и предпочтений дочерним процессам. Они также могут использоваться для хранения временных значений для последующего использования в скрипте оболочки. Однако в Unix для этого предпочтительнее использовать неэкспортированные переменные, так как они не распространяются за пределы процесса. В Unix изменение переменной окружения в скрипте или скомпилированной программе повлияет только на этот процесс и, возможно, на дочерние процессы. Родительский процесс и любые несвязанные процессы не будут затронуты. Аналогично, изменение или удаление значения переменной внутри DOS или Windows пакетного файла изменит переменную на время существования COMMAND.COM или CMD.EXE, соответственно. В Unix переменные окружения обычно инициализируются во время запуска системы системными скриптами инициализации и, следовательно, наследуются всеми остальными процессами в системе. Пользователи могут и часто дополняют их в скрипте профиля для используемой командной оболочки. В Microsoft Windows значение по умолчанию каждой переменной окружения хранится в реестре Windows или устанавливается в файле AUTOEXEC.BAT. В Unix программа с setuid получает окружение, выбранное вызывающей стороной, но выполняется с другими правами, чем у вызывающей стороны. Динамический компоновщик обычно загружает код из расположений, указанных переменными окружения $LD_LIBRARY_PATH и $LD_PRELOAD, и запускает его с правами процесса. Если бы программа с setuid сделала это, она была бы небезопасна, поскольку ее вызывающая сторона могла бы заставить ее выполнить произвольный код и, следовательно, злоупотребить ее правами. По этой причине libc сбрасывает эти переменные окружения при запуске в процессе с setuid. Программы с setuid обычно сбрасывают неизвестные переменные окружения и проверяют другие или устанавливают их на разумные значения. В общем, набор переменных окружения функционирует как ассоциативный массив, где ключи и значения являются строками. Интерпретация символов в любой строке различается в разных системах. Когда необходимо представить структуры данных, такие как списки, обычно используется список, разделенный двоеточиями (распространенное решение в Unix и Unix-подобных системах) или точками с запятой (распространенное решение в Windows и DOS).

In all Unix and Unix like systems, as well as on Windows, each process has its own separate set of environment variables. By default, when a process is created, it inherits a duplicate run time environment of its parent process, except for explicit changes made by the parent when it creates the child. At the API level, these changes must be done between running fork and exec. Alternatively, from command shells such as bash, a user can change environment variables for a particular command invocation by indirectly invoking it via env or using the ENVIRONMENT VARIABLE=VALUE <command> notation. A running program can access the values of environment variables for configuration purposes. Shell scripts and batch files use environment variables to communicate data and preferences to child processes. They can also be used to store temporary values for reference later in a shell script. However, in Unix, non exported variables are preferred for this as they do not leak outside the process. In Unix, an environment variable that is changed in a script or compiled program will only affect that process and possibly child processes. The parent process and any unrelated processes will not be affected. Similarly, changing or removing a variable's value inside a DOS or Windows batch file will change the variable for the duration of COMMAND. COMor CMD. EXE's existence, respectively. In Unix, the environment variables are normally initialized during system startup by the system init startup scripts, and hence inherited by all other processes in the system. Users can, and often do, augment them in the profile script for the command shell they are using. In Microsoft Windows, each environment variable's default value is stored in the Windows Registry or set in the AUTOEXEC. BAT file. On Unix, a setuid program is given an environment chosen by its caller, but it runs with different authority from its caller. The dynamic linker will usually load code from locations specified by the environment variables $LD LIBRARY PATH and $LD PRELOAD and run it with the process's authority. If a setuid program did this, it would be insecure, because its caller could get it to run arbitrary code and hence misuse its authority. For this reason, libc unsets these environment variables at startup in a setuid process. setuid programs usually unset unknown environment variables and check others or set them to reasonable values. In general, the collection of environment variables function as an associative array where both the keys and values are strings. The interpretation of characters in either string differs among systems. When data structures such as lists need to be represented, it is common to use a colon (common on Unix and Unix like) or semicolon delineated (common on Windows and DOS) list.

Синтаксис

Переменные могут использоваться как в скриптах, так и в командной строке. Обычно к ним обращаются, добавляя специальные символы перед или вокруг имени переменной. Принято выбирать имена переменных окружения, состоящие только из заглавных букв. В коде программ это помогает отличать переменные окружения от других идентификаторов. Имена переменных окружения чувствительны к регистру в Unix-подобных операционных системах, но не в DOS, OS/2 и Windows.