进程环境

进程是UNIX乃至操作系统理论的一个重要概念，在UNIX环境中一个进程是一个运行中的程序，它包括执行代码、数据和相关的系统环境。进程环境涉及到进程在的内存布局、执行方式、结束方式等等。

1.进程的生命过程

如图所示，进程开始与fork()和exec()系统调用，fork()产生新进程，exec()载入可执行文件，然后调用main函数开始执行。main函数调用其他函数执行相关任务，进程正常结束主要有三种方式，一是调用_exit()或者_Exit()系统调用直接返回内核，其数据立刻可以被回收；二是调用exit()函数，该函数执行之前注册过的exit handler、清理标准输入输出，然后调用_exit()或者_Exit()返回内核；三是从main函数中返回，这种情况相当于第二种。


2.main函数的完整形式
    main函数是程序执行的入口点，其完整形式是:
    int main(int argc, char *argv[], char * env[])
参数argc是argv的个数,argv是传入的命令行参数数组，这个数组以NULL结束(也就是说argv[argc] == NULL)，env是环境变量数组，同样以NULL结束，它的每一项是一个形如name=value的字符串。返回值是整数类型的，从main函数返回时返回值被exit使用。
    env会保存在全局变量environ中，由于环境变量可以通过getenv(),setenv()等函数访问，所以常见的main函数形式中没有env这个参数，形式如下int main(int argc, char *argv[])。环境变量是应用程序级别的东西，常见于shell何其他应用程序中，内核并不理会环境变量。


3.进程的虚拟内存布局

低地址是exec从可执行文件读取的正文段text和初始化数据段，初始化数据段中包含有初值的global和static变量，上面接着是未初始化数据段，包含没有初值的global和static变量，再上面就是堆heap，它的增长方向是朝上，malloc分配的内存就在堆中。高地址是内核空间和命令行参数argv和环境变量env，下面就是进程栈stack，它向下增长，自动变量就在栈中自动创建和销毁。

size(1)工具可以用来查看可执行文件各个section的大小，例如：
[kxiao@fc8 ~]$ size /bin/date /bin/sh

   text    data     bss     dec     hex filename
  46959    2592     388   49939    c313 /bin/date
 708291   19416   19444  747151   b668f /bin/sh

dec和hex分别是以十和十六进制文件总大小。类似的工具还有objdump(1),readelf(1)等。

4.跨函数的goto: setjmp(),longjmp()
    gogo只能在函数范围内实现任意跳转，如果要实现函数间的跳转可以使用setjmp和longjmp，它们在嵌套调用函数处理错误时很有用。
    int setjmp(jmp_buf env)设置一个跳转点，初次调用成功返回0，void longjmp(jmp_buf env, int val)跳转到env对应的setjmp跳转点，导致setjmp再次返回，而且setjmp后面的栈作废，参数val成为setjmp的返回值。这样一个setjmp可以对应多个longjmp，setjmp可以通过返回值区分多个longjmp。
    一般来说env声明成一个全局变量，因为它要在不同的函数中被使用。


5.进程资源限制
    由于系统资源有限，进程执行的时能够使用的资源是有限制的。进程资源限制在进程0中确定，并被后续所有进程所继承，但是进程可以通过getrlimit和setrlimit来获取和调整资源限制，调整必须遵循一下三条规则：
1)进程可以将它的软限制增加到不超过硬限制的值
2)进程可以将它的硬限制减少到不低于软限制的值
3)只有root用户才能提高硬限制的值
    资源限制主要有以下一些类型：
RLIMITS_AS    可用的虚拟内存量，单位字节
RLIMITS_VMEM   同RLIMITS_AS
RLIMITS_RSS    可用的物理内存量，单位字节
RLIMITS_STACK  栈的最大值，单位字节
RLIMITS_DATA   数据段最大值，初始化数据段、未初始化数据段和堆的总和，单位字节
RLIMITS_CPU    CPU时间最大值，超过软限制时进程收到SIGXCPU信号，单位是秒
RLIMITS_NPROC  real uid对应的最大子进程数目
RLIMITS_NOFILE 进程可以打开的文件数
RLIMITS_FSIZE  进程可以创建的当个文件长度，单位字节
RLIMITS_CORE   核心转储文件大小
RLIMITS_LOCKS 最多能持有文件锁个数
RLIMITS_MEMLOCKS  最多能持有内存锁个数
RLIMITS_SBSIZE 一次能消耗socket缓存的最大量，单位字节