自学嵌入式第二十七天：Linux系统编程-进程
一、进程
1.进程是一个程序执行的过程，会去分配内存(mem)、固态硬盘(ssd)和CPU等；需要多任务并发使用进程；
2.pcb(管理进程) - process control block
是一个结构体；
PID进程标识符；
当前工作路径chdir；
umask 0002(权限)；
进程打开的文件列表 文件IO中有提到；
信号相关设置，处理异步IO；
用户id，组id；
进程资源的上限；
ulimit -a，显示资源上限；
3.进程和程序的区别
程序是静态的，在硬盘中代码、数据和操作的集合；
进程是动态的，程序执行的过程包括进程的创建、调度和消亡；
在运行之前是程序，运行之后是进程；
（1）程序是永存的，进程是短暂的；
（2）进程有程序状态的变化，程序没有；
（3）进程可以并发，程序无并发；
（4）进程与进程会存在竞争计算机的资源；
（5）一个程序可以运行多次；变成多个进程；一个进程可以运行一个或多个程序；
（6）内存分布：0-3G是进程的空间；3G-4G是内核的空间，
虚拟地址-物理内存和虚拟内存的地址，映射表1page=4k；
有硬件mmu专门转换物理内存和虚拟内存；
4.内存分布(0-3G)
code段：代码段，只读；
data段：全局变量，静态，可读可写；
heap段：堆，大段内存空间，<3G
share/map：共享区、映射区，实现printf等，存放动态库共享库libc.so
stack：8M，放局部变量，函数调用参数，返回地址；
以上都是虚拟空间，起隔离作用，以防不同进程篡改其他地址，还能区分不同进程的权限；
5.可执行文件
linux的可执行文件（ELF|code|data）是ELF类型；
6.进程分类
（1）交互式进程
（2）批处理进程 shell脚本
（3）守护进程
7.进程的状态
（1）就绪态：刚运行程序，可以运行，但CPU在运行别的进程；
（2）运行态：在就绪态经过CPU的调度；
（3）阻塞态：代码希望往下走，但某条件没有就绪，被迫阻塞，例如scanf，条件满足后进入就绪态；
8.进程调度，上下文切换
在cpu调度时，前一个进程把数据存入ssd；
在寄存器里保存pc、ip指针（指向下一次执行的位置）pcb；
9.调度算法
（1）先来先服务：先运行先走完；
（2）短任务优先；
（3）多级任务队列：运行过就把优先级减一；
（4）时间片轮转：优先级平级；
10.内核
内核的主要功能：进程调度，硬件，bios，io，文件系统，驱动；
11.宏观并行，微观串行
12.查询进程相关命令
（1）ps aux 查看进程相关信息（PID、CPU和内存占用率、终端、运行状态、时间、名字）
ps -ejH打印一个process tree；
ps -elF查看线程；
（2）top 根据CPU占用率查看进程相关信息和进程个数；
（3）kill和killall发送一个信号
kill -l查看所有可发送的信号；
kill -2 PID 发送信号+PID对应的进程，默认接收者关闭，可以不写-2，默认发送15号信号；
killall -9 进程名 发送信号进程名对应的所有进程；（9是强制关闭）
13.sudo apt install 软件名，安装软件（ubuntu，其它用dnf install）
14.fork
pid_t fork();产生第二个进程（子进程）；
调用一次会返回两次；子进程先运行还是父进程先运行不确定；变量不共享；
第一次返回时，是父在运行，返回的是子的pid；第二次返回时，是子在运行，返回值是0；
15.getpid
get_t getpid(void)获得调用该函数进程的PID；
16.getppid
get_t getppid(void)获得父进程的PID；
17.父子进程的关系
子进程是父进程的副本；
子进程获得父进程数据段，堆，栈，正文段共享；
写时复制：一样的部分不用复制，用一个系统指针指过去，不一样的部分才会开辟对应的空间；cow：copy on write
在fork之后，如果非要确定哪个要先运行，需要IPC机制；
18.进程的终止情况：
（1）main中的return；
（2）exit()，c库的函数，会执行io库的清理工作，关闭所有的流以及打开的文件；
（3）_exit（有清理但不完全）、_Exit会关闭所有的已经打开的文件，不执行清理函数；
（4）主线程退出；
（5）主线程调用pthread_exit；
（6）abort()；异常终止；
（7）signal：kill pid；
（8）最后一个线程被pthread_cancle；
19.进程的退出
退出后有僵尸进程和孤儿进程两种情况；
父子进程的父进程先结束了，子进程会往上找，就是孤儿进程，不会影响什么；
子进程消亡，pcb块还在占用内存，此时是僵尸进程，父进程需要回收子进程的pcb；
20.exit
void exit(int status);
status:退出状态，0为正常退，1为前面有异常错误导致退出；
21._exit系统调用
void exit(int status);
status:退出状态，0为正常退，1为前面有异常错误导致退出；
让进程退出但不清除缓冲；
缓冲区的结束需要遇到\n或1024满或正常退出或fflush函数；