读书笔记-APUE第三版-进程环境

Posted 2020-09-20 lytwajue

本章关注单进程执行环境：启动&终止、參数传递和内存布局等。

进程启动终止

如图所看到的：

1. 启动：内核通过exec函数执行程序，在main函数执行之前。会调用启动例程(start-up routine),取得命令行參数和环境变量。能够把启动例程理解为exit(main(argc,argv))。

2. 终止：五种正常终止方式(从main方法返回/exit/_exit/最后一个线程返回/最后一个线程退出)。三种异常终止方式(abort/接收到信号/最后一个线程接收到取消请求)。

3. exit与_exit关系：exit调用_exit方法通知内核退出程序，之前会进行清理工作，包含调用用户通过atexit函数注冊的回调方法和标准I/O的fclose函数。

命令行參数和环境变量

main函数原型为：

int main(int argc, char *argv[]);

当中argc为參数个数，argv为參数指针数组，能够通过下面方法訪问：

for (i = 0; i <argc; i++) /* echo all command-line args */
    printf("argv[%d]: %s\n", i, argv[i]);

环境变量也被传递给程序，环境变量定义在全局指针数组中：

extern char **environ;

能够通过getenv/putenv/setenv/unsetenv等函数訪问环境变量

C程序内存布局

如图所看到的：

1. text：程序正文段，一般是仅仅读机器指令。
2. initialized data：显示初始化的全局变量
3. bss:名称为历史原因（block startedby symbol）。C语言未初始化。由内核初始化为0或者null的全局变量。
4. heap：堆，动态分配内存。一般向高地址增长。
5. stack：栈。保存局部变量。函数參数、返回地址等，一般向低地址增长。

6. 使用size命令能够输出text，data，bss段大小。

7.  大部分系统都支持共享库，共享库在内存中仅仅须要存在一份，全部进程都能够引用它，其长处是能够减小可运行文件大小，而且共享库能独立升级，使用它的程序不用又一次link。

其它重要函数

1. 内存分配：malloc/calloc(分配n个大小同样的连续空间)/realloc(又一次分配。用于增大或者减小已经分配的内存空间，可能须要移动指针地址)/free(释放空间，指针的值并不会变成NULL，仅仅是这段内存能够又一次通过malloc分配)。内存分配通过系统调用sbrk来实现。
2. 栈定位跳转：在C程序中使用goto仅仅能在同一个函数内部跳转。

   setjmp/longjump用于在栈上定位和跳转，一般用于在多层嵌套函数中进行错误处理。

   注意事项：当使用longjmp跳转后，所到达栈的局部变量和寄存器变量的值是不确定的，它们可能回滚到setjmp之前的状态。由于编译器优化后，局部变量和寄存器变量可能位于CPU寄存器上。而位于内存上的静态变量和volatile变量则没有这个问题，它们都保持近期一次被改动的值。

3. 系统资源限制：getrlimit/setrlimit用于获取设置进程的软硬资源限制。相应系统命令为ulimit