linux Max processes在哪里指定的

学会几个系统调用

进程管理

• Linux 操作系统首先需要创建进程。

• 创建进程的系统调用叫 fork。

• 在 Linux 里，要创建一个新的进程，需要一个老的进程调用 fork 来实现，其中老的进程叫作父进程（Parent Process），新的进程叫作子进程（Child Process）。
• 当父进程调用 fork 创建进程的时候，子进程将各个子系统为父进程创建的数据结构也全部拷贝了一份，甚至连程序代码也是拷贝过来的。
• 对于 fork 系统调用的返回值，如果当前进程是子进程，就返回 0；如果当前进程是父进程，就返回子进程的进程号。

• 这样首先在返回值这里就有了一个区分。
• 然后通过 if-else 语句判断，如果是父进程，还接着做原来应该做的事情；
• 如果是子进程，需要请求另一个系统调用 execve，这个时候，子进程和父进程就彻底分道扬镳了，也即产生了一个分支（fork）了。
• 有时候，父进程要关心子进程的运行情况。有个系统调用 waitpid，父进程可以调用它，将子进程的进程号作为参数传给它，这样父进程就知道子进程运行完了没有，成功与否。

内存管理

• 在操作系统中，每个进程都有自己的内存，互相之间不干扰，有独立的进程内存空间。

• 对于进程的内存空间来讲，放程序代码的这部分，我们称为代码段（Code Segment）。
• 对于进程的内存空间来讲，放进程运行中产生数据的这部分，我们称为数据段（Data Segment）。
• 其中局部变量的部分，在当前函数执行的时候起作用，当进入另一个函数时，这个变量就释放了；
• 也有动态分配的，会较长时间保存，指明才销毁的，这部分称为堆（Heap）。

• 进程自己不用的部分就不用管，只有进程要去使用部分内存的时候，才会使用内存管理的系统调用来登记，说自己马上就要用了，希望分配一部分内存给它，但是这还不代表真的就对应到了物理内存。
• 只有真的写入数据的时候，发现没有对应物理内存，才会触发一个中断，现分配物理内存。
• 在堆里面分配内存的系统调用，brk 和 mmap。

• 当分配的内存数量比较小的时候，使用 brk，会和原来的堆的数据连在一起。
• 当分配的内存数量比较大的时候，使用 mmap，会重新划分一块区域。

文件管理

• 对于文件的操作，下面这六个系统调用是最重要的：

• 对于已经有的文件，可以使用 open 打开这个文件，close
• 对于没有的文件，可以使用 creat
• 打开文件以后，可以使用 lseek
• 可以对文件的内容进行读写，读的系统调用是 read，写是 write。

• 每个文件，Linux 都会分配一个文件描述符（File Descriptor），这是一个整数。

• 有了这个文件描述符，我们就可以使用系统调用，查看或者干预进程运行的方方面面。
• 文件操作是贯穿始终的，这也是“一切皆文件”的优势，就是统一了操作的入口，提供了极大的便利。

异常处理与信号处理

• 遇到异常情况，例如中断，这时候就需要发送一个信号（Signal）。
• 经常遇到的信号有以下几种：

• 在执行一个程序的时候，在键盘输入“CTRL+C”，这就是中断的信号，正在执行的命令就会中止退出；
• 如果非法访问内存，可能会看到不该看的东西；
• 硬件故障，设备出了问题；
• 用户进程通过 kill 函数，将一个用户信号发送给另一个进程。

• 收到信号的时候，需要决定如何处理这些异常情况。

• 对于一些不严重的信号，可以忽略，该干啥干啥，但是像 SIGKILL（用于终止一个进程的信号）和 SIGSTOP（用于中止一个进程的信号）是不能忽略的，可以执行对于该信号的默认动作。
• 每种信号都定义了默认的动作，例如硬件故障，默认终止；
• 也可以提供信号处理函数，可以通过 sigaction 系统调用，注册一个信号处理函数。

进程间通信

• 首先就是发个消息，不需要一段很长的数据，这种方式称为消息队列（Message Queue）。

• 这个消息队列是在内核里的，我们可以通过 msgget 创建一个新的队列，msgsnd 将消息发送到消息队列，而消息接收方可以使用 msgrcv
• 当需要交互的信息比较大的时候，可以使用共享内存的方式。这时候，我们可以通过 shmget 创建一个共享内存块，通过 shmat

• 如果大家同时修改同一块数据咋办？这就需要有一种方式，让不同的人能够排他地访问，这就是信号量的机制 Semaphore。

• 对于只允许一个人访问的需求，我们可以将信号量设为 1。
• 当一个人要访问的时候，先调用 sem_wait。
• 如果这时候没有人访问，则占用这个信号量，他就可以开始访问了。
• 如果这个时候另一个人要访问，也会调用 sem_wait。
• 由于前一个人已经在访问了，所以后面这个人就必须等待上一个人访问完之后才能访问。
• 当上一个人访问完毕后，会调用 sem_post 将信号量释放，于是下一个人等待结束，可以访问这个资源了。

网络通信

• 不同机器的通过网络相互通信，要遵循相同的网络协议，也即 TCP/IP 网络协议栈。Linux 内核里有对于网络协议栈的实现。
• 网络服务是通过套接字 Socket 来提供服务的。

• 我们可以通过 Socket 系统调用建立一个 Socket。
• Socket 也是一个文件，也有一个文件描述符，也可以通过读写函数进行通信。

Glibc

• Glibc 是 Linux 下使用的开源的标准 C 库，它是 GNU 发布的 libc 库。

• Glibc 为程序员提供丰富的 API，除了例如字符串处理、数学运算等用户态服务之外，最重要的是封装了操作系统提供的系统服务，即系统调用的封装。
• 每个特定的系统调用对应了至少一个 Glibc 封装的库函数，比如说，系统提供的打开文件系统调用 sys_open 对应的是 Glibc 中的 open 函数。

• 有时候，Glibc 一个单独的API可能调用多个系统调用，比如说，Glibc 提供的 printf 函数就会调用如 sys_open、sys_mmap、sys_write、sys_close 等等系统调用。
• 也有时候，多个 API 也可能只对应同一个系统调用，如 Glibc 下实现的 malloc、calloc、free 等函数用来分配和释放内存，都利用了内核的 sys_brk 的系统调用。