Process Environment

1 Process Termination

程式的終止有些下面的方法：

1.     從main函式return

2.     呼叫exit：exit屬於ISO C標準中定義的函式，會執行清理工作。包括關閉IO庫中所有開啟的檔案流（這會導致所有的檔案buffer都被flush），還會呼叫阿texit所註冊的退出函式。Exit還會。等價於return (0)

3.     呼叫_exit或者_Exit：這兩個函式都不會執行清理工作，直接退出程式。_exit是POSIX.1標準定義的函式，而_Exit則是ISO C標準定義的函式。

4.     最後一個執行緒從其執行緒函式return

5.     最後一個執行緒呼叫pthread_exit

非正常中止包括：

1.     Abort

2.     接收一個signal

3.     最後一個執行緒收到了Cancel請求

Atexit可以用來註冊多達32個退出函式：

#include <stdlib.h>   int atexit(void (*func)(void));   成功返回0，錯誤返回非0

這些函式以註冊的逆序被呼叫。同一個函式可以被註冊多次，並被呼叫多次。

 

2 Environment List

每個程式都被傳入一個環境列表，定義如下：

extern char **environ;

其實就是一個字串陣列，每個元素都是一個字串，表示一個環境變數，如HOME=/home/sar，以0結尾。而整個字串陣列也以NULL結尾。

 

3 Memory Layout

1.     Text Segment

2.     Initialized Data segment(Data Segment)，一般簡稱為data。用來專門存放已經初始化的資料，如int maxcount = 99

3.     Uninitialized data segment，一般簡稱為bss，根據一個很古老的彙編語句BSS（代表Block Started by Symbol）命名。存放未初始化的資料，如long sum[1000]; 由核心自動初始化為0。

4.     Stack，一般來說向低地址增長

5.     Heap，一般來說向高低址增長，和Stack共用一塊空間

4 Memory Allocation

1.     一般記憶體分配使用malloc / calloc / realloc，大家應該都很熟悉了，calloc和malloc的區別是前者會初始化記憶體為0，而後者不會。這些函式一般用sbrk系統呼叫實現。

2.     除了一般的malloc/free等記憶體分配函式之外，部分系統還提供了一些替代函式。值得一提的是alloca函式，這個函式從Stack上分配記憶體空間，優點是速度快而且不用釋放，但是不是所有系統都支援，並且使用的場合有限。

5 Environment Variables

下列函式可以用來訪問環境變數：

#include <stdlib.h>   char *getenv(const char *name);   int putenv(char *str);   int setenv(const char *name, const char *value, int rewrite);   int unsetenv(const char *name);   成功返回0，錯誤返回非0

1.     getenv獲得環境變數的內容，如果沒有此變數則返回NULL

2.     putenv接受用name=value形式定義的引數，設定環境變數的值

3.     setenv設定name的值為value。如果rewrite=0並且name已經有值的話，不會設定name的值。

4.     unsetenv刪除name的值

 

6 setjmp & longjmp

goto可以跳轉到程式的另外的一個地方，但是有在同一個函式的限制。而setjmp和longjmp提供了繞過此限制的跳轉功能：

#include <setjmp.h>   char *setjmp(jmp_buf env);   直接呼叫者返回0，從longjmp返回則返回非0   void longjmp(jmp_buf env, int val);

1.     在longjmp應該返回的位置呼叫setjmp可以記住當前的函式的棧的相關資訊，並儲存到env之中。如果返回0，則是正常流程。如果返回非0，說明剛從longjmp返回

2.     Longjmp調到之前setjmp所記住的位置

需要注意的是，setjmp主要紀錄棧的相關資訊以保證程式流程可以跳轉到setjmp的位置並繼續執行，因此只能保證棧指標的正確位置，不會導致棧被破壞，但是棧上的變數則無法保證會被恢復，這個和具體實現相關。如果你想保證某個自動變數（棧上的變數）不被恢復的話，可以定義其為volatile。

7 getrlimit and setrlimit

getrlimit和setrlimit可以定義程式相關的資源限制：

#include <sys/resource.h>   int getrlimit(int resource, struct rlimit *rlptr);   int setrlimit(int resource, const struct rlimit *rlptr);   成功返回0，錯誤返回非0

 

rlimit結構定義如下：

struct rlimit {       rlim_t      rlim_cur;   /* 當前limit，稱為soft limit */       rlim_t      rlim_max;   /* 最大limit，稱為hard limit */ }

1.     程式可以修改soft limit為比hard limit小或者相等的任意值

2.     程式可以降低hard limit的值，但必須比soft limit大或者相等。注意normal user作這個操作是不可逆的

3.     只有super user才可以增加hard limit的值

4.     無限可以用常數RLIM_INFINITY

5.     注意soft limit是實際起作用的limit，而hard limit是一個限制值

Limit	Description
RLIMIT_AS	程式最大可用記憶體，對sbrk系統呼叫有影響
RLIMIT_CORE	Core（記憶體轉儲，用於事後除錯）檔案的最大Size
RLIMIT_CPU	程式佔用CPU的最大時間，超過此限制的時候則傳送SIGXCPU signal
RLIMIT_DATA	資料的最大Size，包括初始化資料，非初始化資料和Heap
RLIMIT_FSIZE	建立檔案的最大Size，如果超過則傳送SIGXFSZ signal
RLIMIT_LOCKS	最大檔案鎖的數量
RLIMIT_MEMLOCK	最大用mlock鎖定記憶體的Size
RLIMIT_NOFILE	開啟檔案的最大數量
RLIMIT_NPROC	每個user id的最大子程式數
RLIMIT_RSS	最大常駐記憶體Size。當記憶體不足時，核心會嘗試從記憶體使用量超過RSS的程式拿走一部分記憶體
RLIMIT_SBSIZE	一個使用者所能使用的Socket緩衝區的最大Size
RLIMIT_STACK	Stack的最大Size
RLIMIT_VMEM	等價於RLIMIT_AS

 

 

Links

程式程式設計1 – UNIX高階環境程式設計7章讀書筆記
UNIX訊號(signal)程式設計 - UNIX高階環境程式設計第10章讀書筆記
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