Linux C 编程

内存管理

1. malloc () 函数

   void *malloc(unsigned int size);

   实例代码

   int main(){
           long *buffer;
           buffer=(long*)malloc(400);
           free(buffer);
   }

2. calloc () 函数

   void calloc(unsigned n, unsigned size);

   实例代码

   int main(){
           long *buffer;
           buffer=(long*)calloc(20,sizeof(long));
           free(buffer);
   }

3. realloc () 函数

   void realoc(void *mem_address,unsigned int newsize);

   实例代码

   int main(){
           char *p;
           p=(char*)malloc(100);
           p=realloc(p,256);
           free(p);
   }

4. memset () 函数

   void memset(void *s,char ch,unsigned n);

   实例代码

   int main(){
           char *p;
           p=(char*)malloc(100);
           memest(s,'\0',strlen(p)-1);
           free(p);
   }

GCC 编译器

GCC 最基本的用法

• -c ,只编译

• -o output_filename, 确定输出文件的名称

• -g 产生符号调试工具

• -O 对程序进行优化编译、链接。

• -O2 比 - O 更好的优化编译和链接

进程控制

进程创建

1. fork () 函数

   pid_t fork(void);

   包含头文件<sys/types.h>和<unistd.h>

   #include <stdio.h>
   #include <stdlib.h>
   #include <sys/types.h>
   #include <unistd.h>
   int main(){
       pid_t pid;
       if((pid=fork())<0){
           printf("fork erro\n");
           exit(1);
       }else if(pid==0){
           printf("run in the child process\n");
       }else{
           printf("run in the parent process\n");
       }
       exit(0);
   
   }

2. vfork () 函数

   相对于fork()函数，vfork不会负责父进程的资源，父子进程共享地址空间

   #include <stdio.h>
   #include <stdlib.h>
   #include <unistd.h>
   
   int main() {
       int shared_variable = 10;
       pid_t pid;
   
       printf("Before vfork: shared_variable = %d\n", shared_variable);
   
       pid = vfork();
   
       if (pid < 0) {
           perror("vfork failed");
           exit(EXIT_FAILURE);
       } else if (pid == 0) {
           // 子进程
           printf("Child process (PID=%d): modifying shared_variable\n", getpid());
           shared_variable = 20;  // 直接修改共享内存
           printf("Child process: shared_variable = %d\n", shared_variable);
           exit(EXIT_SUCCESS);    // 子进程必须使用_exit或exit退出
       } else {
           // 父进程
           printf("Parent process (PID=%d): resumed execution\n", getpid());
           printf("Parent process: shared_variable = %d\n", shared_variable);
       }
   
       return 0;
   }

3. exec () 函数簇

   用一个新的程序替换当前进程映像（即代码段、数据段等），执行新的程序代码，而不创建新进程。

   函数名	参数类型简述	查找方式
   execl	列表传参（以 NULL 结尾）	PATH 环境变量
   execlp	列表传参（以 NULL 结尾）	PATH 环境变量
   execle	列表传参 + 环境变量	PATH 环境变量
   execv	数组传参	PATH 不使用
   execvp	数组传参	PATH 环境变量
   execve	数组传参 + 环境变量	PATH 不使用

   #include <unistd.h>
   
   int main() {
       execl("/bin/ls", "ls", "-l", "/home", NULL);
       // 如果执行成功，这之后的代码不会被执行
       perror("execl failed");
       return 1;
   }

进程等待

进程等待是指一个进程在某个条件满足之前无法继续执行，必须暂时挂起（阻塞），直到满足特定条件才恢复运行，同步父进程和子进程。

#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
pid_t wait(int *status);

参数说明：

• status:
  • 类型：int *
  • 用于存储子进程的退出状态。
  • 可以通过宏 WIFEXITED(status)、WEXITSTATUS(status) 等宏提取状态信息。

返回值：

• 成功：返回被收集的子进程的 PID。
• 失败：返回 -1，并设置 errno。

#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options);

参数说明：

• pid:
  • 指定等待哪个子进程：
    • pid > 0: 等待特定 PID 的子进程
    • pid == 0: 等待任何和当前进程同组的子进程
    • pid < -1: 等待属于组 ID 为-pid的任意子进程
    • pid == -1: 等待任何子进程（常用）
• status:
  • 类型：int *
  • 用来获取子进程的状态，与 wait() 类似
• options:
  • 控制行为的标志位，可组合使用：
    • 0: 默认阻塞等待
    • WNOHANG: 不阻塞等待，如果没有子进程结束则立即返回
    • WUNTRACED: 也返回因信号停止的子进程
    • WCONTINUED: 也返回继续执行的子进程（被 SIGCONT 唤醒）

返回值：

• 成功：返回结束的子进程 PID
• 没有结束的子进程（若设置了 WNOHANG）：返回 0
• 错误：返回 -1

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