《UNIX环境高级编程》之进程环境

main函数

当内核执行C程序时，在调用main前先调用一个特殊的例程。可执行程序文件将此启动例程指定为程序的起始地址。启动例程从内核取得命令行参数和环境变量值。

进程终止

有8种方式使进程终止。

其中5种为正常终止：

从main返回
调用exit
调用_exit或_Exit
最后一个线程从其启动例程返回
从最后一个线程调用pthread_exit

异常终止有3种方式：

调用abort
接到一个信号
最后一个线程对取消请求作出响应。

退出函数

函数原型

#include <stdlib.h>

void exit(int status);
void _Exit(int status);

#include <unistd.h>
void _exit(int status);

说明

exit函数总是对于所有打开流调用fclose函数。
status是进程的终止状态

函数atexit

用途

登记进程终止时调用的函数。

函数原型

#include <stdlib.h>

int atexit(void (*func)(void));

返回值

若成功，返回0；若出错，返回非0.

说明

exit调用这些函数的顺序与登记顺序相反。
一个进程最多可以登记32个函数。
一个终止处理程序被登记两次，则该函数也会被调用两次。

命令行参数

当执行一个新程序时，调用exec的进程可将命令行参数传递给该新程序。

环境表

每个进程都接收一张环境表，环境表是一个字符指针数组。全局变量environ则包含了该指针数组的地址。environ又称环境指针。指针数组为环境表，其中各指针指向的字符串为环境字符串。

extern char **environ;

C程序的存储空间布局

C程序由下列几部分组成：

正文段。
这是由CPU执行的机器指令部分。通常，正文段是可共享的，同时也是只读的。
初始化数据段
通常将此段称为数据段，它包含了程序中需明确地赋初值的变量。
未初始化数据段
通常将此段称为bss段，在程序开始执行之前，内核将此段中的数据初始化为0或空指针。未初始化数据段的内容并不存放在磁盘文件中。
栈
自动变量以及每次函数调用时时所需保存的信息都放在此段中。每次函数调用时，其返回地址以及调用者的环境信息都存放在栈中。
堆
通常在堆中进行动态存储分配。

在典型的存储空间安排中，从高地址到低地址依次为：命令行参数和环境变量、栈、堆、bss段、初始化数据段和正文段。

存储空间分配

函数malloc、calloc、realloc和free

函数原型

#include <stdlib.h>

void *malloc(size_t size);
void *calloc(size_t nobj, size_t size);
void *realloc(void *ptr, size_t newsize);

void free(void *ptr);

返回值

若成功，返回非空指针；若失败，返回NULL。

环境变量

函数getenv

用途

获取环境变量值。

函数原型

#include <unistd.h>

char *getenv(const char *name);

返回值

指向与name关联的value的指针；若未找到，返回NULL。

环境变量

变量	说明
COLUMNS	终端宽度
DATEMSK	getdate模板文件路径名
HOME	home起始目录
LANG	本地名
LC_ALL	本地名
LC_COLLATE	本地排序名
LC_CTYPE	本地字符分类名
LC_MESSAGES	本地消息名
LC_MONETARY	本地货币编辑名
LC_NUMERIC	本地数字编辑名
LC_TIME	本地日期/时间格式名
LINES	终端高度
LOGNAME	登录名
MSGVERB	fmtmsg处理的消息组成部分
NLSPATH	消息类模板序列
PATH	搜索可执行文件的路径前缀列表
PWD	当前工作目录的绝对路径名
SHELL	用户首选的shell名
TERM	终端类型
TMPDIR	在其中创建临时文件的目录路径名
TZ	时区信息

函数putenv、setenv和unsetenv

用途

函数putenv取其形式为name=value的字符串，将其放入环境表中。如果name已经存在，则先删除其原来的定义。
setenv将name设置为value。如果环境中name已经存在，如果rewrite非0，则首先删除其现有的定义；如果rewrite为0，则不删除其现有定义。
unsetenv删除name的定义。即使不存在这种定义也不算出错。

函数原型

#include <stdlib.h>

int putenv(char *str);
// 若成功，返回0；若出错，返回非0。

int setenv(const char *name, const char *value, int rewrite);
int unsetenv(const char *name);
// 若成功，返回0；若出错，返回非-1。

函数setjmp和longjmp

用途

跨越函数执行跳转功能。

函数原型

#include <setjmp.h>

int setjmp(jmp_buf env);
void longjmp(jmp_buf env, int val);

返回值

若直接调用，返回0；若从longjmp返回，则为非0。

函数fetrlimit和setrlimit

用途

查询和更改进程的资源限制。

函数原型

#include <sys/resource.h>

int getrlimit(int resource, struct rlimit *rlptr);
int setrlimit(int resource, const struct rlimit *rlptr);

返回值

若成功，返回0；若出错，返回非0。

rlimit的定义

struct rlimit
{
   
	rlim_t rlim_cur; // 软限制：当前限制
    rlim_t rlim_max; // 硬限制：rlim_cur的最大值
};

更改资源限制的规则

任何一个进程都可以将一个软限制值更改为小于或等于其硬限制值。
任何一个进程都可以降低其硬限制值，但它必须大于或等于其软限制值。这种降低对普通用户而言是不可逆的。
只有超级用户进程可以提高硬限制值。

常量RLIM_INFINITY执行了一个无限量的限制。

resource参数可以提高硬限制值。

限制	说明
RLIMIT_AS	进程总的可用存储空间的最大长度（字节）。这影响到sbrk函数和mmap函数。
RLIMIT_CORE	core文件的最大字节数，其值为0则阻止创建core文件。
RLIMIT_CPU	CPU时间的最大量值（秒），当超过此软限制时，向该进程发送SIGXCPU信号。
RLIMIT_DATA	数据段的最大字节长度（初始化数据段、未初始以及堆的总和）。
RLIMIT_FSIZE	可创建的文件的最大字节长度。当超过此软限制时，则向该进程发送SIGXFSZ信号。
RLIMIT_MEMLOCK	一个进程使用mlock能够锁定在存储空间中的最大字节长度。
RLIMIT_MSGQUEUE	进程为POSIX队列可分配的最大存储字节数。
RLIMIT_NICE	为了影响进程的调度优先级，nice值可设置的最大限制。
RLIMIT_NOFIFE	每个进程能打开的最多文件数。
RLIMIT_NPROC	每个实际用户ID可拥有的最大子进程数。
RLIMIT_NPTS	用户可同时打开的伪终端。
RLIMIT_RSS	最大驻内存集字节长度。如果可用的物理存储器非常少，则内核从进程出取回超过RSS的部分。
RLIMIT_SBSIZE	在任意时刻，一个用户可以占用的套接字缓冲区的最大长度。
RLIMIT_SIGPENDING	一个进程可排队的信号最大数量。
RLIMIT_STACK	栈的最大字节长度。
RLIMIT_SWAP	用户可消耗的交换空间的最大字节数。
RLIMIT_VMEM	RLIMIT_AS的同义词。