Unix/Linux-02

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gcc 概述

c语言的开发相关文件

• .c 源文件
• .o 目标文件
• .h 头文件
• .a 静态库
• .so 共享库文件

环境变量

• PATH/CPATH/LD_LIBRARY_PATH/

静态库和共享库

动态调用函数(dl系列函数)

• dlopen 从硬盘打开共享库文件
• dlsym 从共享库文件中打开函数
• dlclose 关闭共享库文件
• dlerror 判定错误

今天

C语言的错误处理
环境表(程序中如何拿到环境变量)
Unix/Linux内存管理

ldconfig

/lib
/usr/lib
/etc/ld.so.conf 需要root权限,如没权限,使用LD_LIBRARY_PATH

ldd libmy.so 列出共享库的依赖关系

liujing@ubuntu:~/projects/test/lib$ ldd libadd.so 
    linux-vdso.so.1 =>  (0x00007ffc317fd000)
    libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007f923f3d7000)
    /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007f923f9a3000)

liujing@ubuntu:~/projects/test/lib$ ldd a.out
    linux-vdso.so.1 =>  (0x00007fff4fbe3000)
    libadd.so => ./libadd.so (0x00007f3065d13000)
    libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007f3065949000)
    /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007f3065f15000)

错误处理

C程序员错误的处理都是通过返回值体现，方式如下：

• a 返回指针类型的函数，用NULL代表错误(fopen/malloc)
• b 返回int类型的函数，如果返回的数据不可能是-1 可以用-1 代表错误，非负数代表 正常的返回。
• c 返回int类型的函数，如果返回的数据有可能是-1，用指针把数据带回，同时用返回值-1代表错误，返回0代表正确。
• d 如果函数不需要错误处理，可以把返回值写成void。

有以下几个函数，分析一下错误的处理方式
1 比较两个整数，返回最大值 c
2 生成0-9的随机数 随机到0视为错误 b (time/srand/rand)
3 随便返回字符串 a
4 打印一个字符串 d

warning: deprecated conversion from string constant to ‘char*’
char* st = "abc";

官方错误处量

C语言对于错误的处理提供了变量和函数：
C把错误都做成了编号，用外部全局变量errno存储。
错误的信息可以通过编号显示
函数：

• strerror
• perror - 最常用
• printf("%m")

说明

调用C库函数/Unix系统函数时，如果正确，不改变errno，但如果有错误，把错误的编号放入errno中。(不是所有的函数都使用errno)。
不能使用errno判断是否出错，errno只是记录出了什么错

环境表

全局变量environ存储了环境表，环境表是一个字符指针数组(字符串数组)，environ就是这个数组的首地址。(char **)
环境表有一些操作的函数，包括 setenv/putenv/unsetenv/getenv/clearenv(慎用,清空) 等。

内存管理

STL -> 内存自动分配和回收
|
C++ -> new分配 delete回收 ----- allocator内存分配器 强数据类型
|
C语言 -> malloc/free ---- void*
|
Linux/Unix 系统函数(System call) -> sbrk/brk(都可以分配和回收内存)
|
Linux/Unix 系统调用 -> mmap/munmap 内存映射
| 用户层
|=======================================================
| 内核层(了解)
内核层系统调用 kmalloc/vmalloc/get_free_page …

虚拟内存

2的10次方 1KB
2的20次方 1MB
2的30次方 1GB

每个进程都有0-4G的虚拟内存地址空间，但虚拟内存地址只是一个数字，并不能存任何的东西，必须映射到物理内存/文件上才能真正的存储数据。

其中

• 0G-3G是用户使用，叫用户空间
• 3G-4G是内核使用，叫内核空间
  用户层的代码只能访问用户空间，无法直接访问内核空间。Unix/Linux系统提供了能进入内核空间的函数，叫系统调用。
  Unix/Linux在管理内存时，以内存页作为最小单位。一个内存页就是4k(4096字节)，内存的分配和回收都是内存页作为基本单位。

关于段错误

有以下几种可能：
1 虚拟内存地址没有映射到物理内存
2 做一些没有权限的内存操作(比如：修改只读区)

进程和程序(内存和硬盘)

程序 就是 代码 编译连接之后 保存在硬盘上的可执行文件
进程 就是 运行起来的程序，也就是把 文件加载到内存中

进程的内存空间
每个进程的内存是分区/段的，包括：

• 1-代码区 : 存放函数中的代码，函数指针就是指向代码区
  代码区 是 只读区
• 2-全局区(数据段) : 存放全局变量 / static 的变量也在全局区
  全局区在主函数执行之前分配空间
• 3-BSS段：存放未初始化的全局变量
  BSS段在主函数执行前自动清0
• 4-堆区 : 也叫自由区，程序员可管理的区域，malloc/free
  字符串字面值(字符串常量) 存在接近代码区的区域，也是只读的。
• 5-栈区 : 存放局部变量，包括函数的参数
  栈区的内存分配和回收是自动完成的