Linux系统编程手册笔记(一)

参考 https://blog.youkuaiyun.com/eliot_shao/article/details/78648314
1.程序

• 过滤器：cat ,grep,tr,sort,wc,sed,awk (从stdin 读取输入，加以转换并将转换后的数据输出到stdout)
• 命令行参数 ：程序运行时在命令行中输入的参数

 int main(int argc,char argv[] )
 argc表示命令行输入的参数个数，argv指针数组的成员指针逐一指向每个命令行参数字符串，argv[0]表示程序本身

2.进程
正在执行的程序为进程，执行时，内核会将程序代码载入虚拟内存，并为程序变量分配 空间并记录与进程相关的各种信息
程序终止时，内核会释放所有资源

2.1进程的内存布局

• 文本：程序的指令
• 数据：程序使用的静态变量
• 堆：程序可以从该区域动态分配额外内存
• 栈：最函数调用返回而增减的一片内存，用于为局部变量和函数调用链接信息分配的存储空间

2.2创建进程和执行程序
进程可使用系统调用fork()创建子进程，子进程继承来自父进程的数据段、堆段、栈段的副本，可以修改切不影响父进程内容（标记只读的部分由父进程、子进程共享）
子进程或者去执行共享代码段中的另一组不同的函数，或者使用系统调用execve()去加载执行一个全新的程序。execve()会销毁当前数据段、堆段、栈段几文本段，并根据新程序代码，创建新段来进行替换
2.3 进程ID和父进程ID
每一个进程有唯一一个整数型进程标示符PID,及一个父进程标识符PPID
2.4 init进程
系统引导时，内核会创建一个名为init的特殊进程，“所有程序之父”，系统的所有进程要么由init亲自创建，要么由后代进程创建。init进程号为1，并且总是以超级用户权限运行
2.5 内存映射
调用系统函数mmap()的进程，会在虚拟地址空间中再创建一个新的内存映射，
某一进程映射的内存可以与其他进程的映射共享。有两种共享方式，一、两个进程都针对某一文件的相同部分加以映射，二是由fork()创建的子进程从父进程处继承映射。
2.6静态库和共享库
静态库是对已经编译的目标模块的一种结构化整合，在主程序中使用静态库中的目标函数时进行静态链接：链接器解析到主程序对静态库的引用，从静态库中抽取出所需要目标的副本，并复制到最终的可执行文件中。即通过代码拷贝的方式完成。
静态库中存在的问题：多个不同的程序调用同一段代码，会存在多个副本，浪费磁盘空间；调用同一个库函数的程序，均以静态链接的方式生成且被加载到内存中，会造成内存浪费；如果对库函数进行修改，存在多个程序需要与新生成的库重新链接的情况

静态链接库：

1、编译生成目标文件

gcc -c struct.c

2、创建静态库

ar cqs libstruct.a struct.o (顺序不能乱)

3、链接静态链接库，生成可执行文件

gcc main.c -static -L. -lstruct -o main

共享库：如果将程序链接到共享库，链接器就不会把目标模块拷贝到可执行文件中，而是在其中生成一条记录。一旦在运行时可执行文件载入内存，动态链接器确保找到动态库，随后实施运行时链接，解析主程序函数调用，并与共享库中函数定义关联。在运行时，内存中只需要保留一份，可供所有运行时的程序使用。
  优点：节约内存，更新时是需要一次编译，随后其他程序编译时会自动链接新库

动态链接库：

1、编译成动态链接库

gcc struct.c -fPIC -shared -o libstruct.so

2、链接动态链接库，生成可执行文件

gcc main.c -L. -lstruct -o main

3、设置库文件的环境路径

1)在bashrc或profile文件里用LD_LIBRARY_PATH定义，然后用source加载。

2)把库路径添加到ld.so.conf文件中，然后用ldconfig加载。

3)ldconfig /home/user/lib，仅能暂时性使用，若下次ldconfig时此目录下的动态链接库就不能被共享

了。

gcc一些参数解析

-shared：指定生成动态链接库。

-static：指定生成静态链接库。

-fPIC：表示编译为位置独立的代码，用于编译共享库。目标文件需要创建成位置无关码，概念上就

是在可执行程序装载它们的时候，它们可以放在可执行程序的内存里的任何地方。

-L.：表示要连接的库在当前目录中。

-l：指定链接时需要的动态库。编译器查找动态连接库时有隐含的命名规则，即在给出的名字前面加

上lib，后面加上.so来确定库的名称。