2.环境变量，内存管理，错误处理
一.错误处理
通过函数返回值表示错误
1.合法，不合法
数组的查找
练习：计算文件的大小
int file_size(const char *path);
2.NULL或其他地址（0xffffffff）
例子：malloc，fopen,dlopen
练习：实现memcpy
void *mem_copy(void *dest,const void *src,size_t n);
3.成功返回0，失败返回-1
例子：dlclose
练习：实现求余
int mod(int num1,int num2,int *retp);
4.永远成功printf
练习：实现一个命令：./create file
5.通过全局变量来反映错误
errno errno.h
strerror stdlib.h
perror("...")
环境变量：
什么是环境变量：是程序了解操作系统配置的一个重要方法。
操作系统通过环境变量来告诉程序它的资源放在什么位置
每个程序执行后，操作系统就会给它一张环境变量表，每个程序一张。
全局变量extern char **environ;
也可以通过main函数参数来获取int main(int argc,char **argv,char **env)
操作环境变量的函数：
stdlib.h
name=value
//通过环境变量名获取值
char *getenv(const char *name)
//以name=value设置环境变量，如果环境变量存在则覆盖，不存在则添加
int putenv(char *string);
//以name,value方式来设置环境变量
int setenv(const char *name, const char *value, int overwrite);
name:环境变量名
value:环境变量的值
overwrite:如果环境变量已经存在，为0则不改变，非0则改变
返回值：0成功，非0失败
//删除环境变量
int unsetenv(const char *name);
//清空环境变量表
int clearenv(void);
练习1：实现函数显示环境变量表
void show_env(void);
练习2：
1.查找显示LIBRARY_PATH的值
2.添加环境变量CPATH
3.设置
内存管理：
用户层
STL智能管理/自动分配/分支释放
C++ new/delete
C malloc/calloc/realloc/free
posix sbrk/brk
Linux mmap/munmap
---------------------------------
内核层
kernel kmalloc/vmalloc
Derive get_free_page
DDR4
进程的映像：
1.存储在磁盘中的可执行文件叫程序
2.把程序加载到内存中并执行，叫进程，是可执行程序的一个实例
3.一个程序可以有很多个实例，每个进程都有一个唯一的编号
getpid();
4.进程在内存中的分布情况叫进程映像，从低到高依次排列情况：
代码段：可执行文件会被加载到此处
只读段：字面值，常量
全局段：初始化的全局变量，静态变量
bss段：未初始化的全局变量，静态变量
堆：new/delete/malloc/sbrk，可能会产生内存泄漏和内存碎片
栈:局部变量，块变量，函数返回值,大小有限（栈崩溃），数据释放可能不受控制，几乎不会产生什么管理上的错误
命令行/环境变量：命令行执行程序时附加的参数，环境变量表。由终端，操作系统附加的数据
如何查看进程映像：
程序不结束的情况下，cat /proc/pid/maps 位置可以查看内存的分布情况
size a.out可以查看代码段和数据段（全局段），bss段大小
虚拟内存：
1.每一个进程都有独立的4G（32位的OS）的虚拟地址空间
0x00000000
0x11111111
2.应用程序中，用到的都是虚拟内存，永远无法访问到实际的物理内存
3.虚拟内存不能直接使用，需要和物理内存建立映射关系才能使用，使用没有建立映射关系的虚拟内存会发生段错误。
4.虚拟内存和物理内存的映射是由操作系统动态维护，有操作系统统一内存的管理能提高程序和系统的安全性，可以使用更多的内存，甚至比物理内存更大的内存(使用硬盘文件来模拟内存)。
5.物理内存不能直接访问，是通过系统调用进入到内核层，然后再进行间接交换。
6.虚拟空间的0-3G用户使用，3G-4G内核使用（所有程序有不同的0-3G，相同的1G，内核使用，所有程序都一样）
7.在使用没有权限的内存时候发送段错误，使用没有映射过的内存会发生段错误。
8.每个进程对应一个地址空间，两个进行地址交换是没有意义的
进程之间如果要协同工作必须要解决通信的问题。
9.malloc其实背后有一个双向链表在维护它的内存管理，首次向malloc申请内存时，malloc会向操作系统申请进行内存映射（首次映射33页一页（4096byte））之后的内存分配就从这33
页中进行，当33页用完后，操作系统会再次映射33页
当使用malloc进行内存管理时，不要破话它的维护信息，可能会影响下次内存的分配和之前内存的释放
10.内存的映射是以页（4096byte）位单位,一页内存的字节数可以通过getpagesize()获得
11.标准C的内存管理
malloc:首次使用malloc申请内存时，malloc会向操作系统请求建立映射关系，操作系统会帮malloc映射33页的内存，交给malloc管理
只要是映射过的内存，使用时就不会产生段错误，但是可能会破坏掉malloc的维护信息，造成接下来的申请释放错误，还可能产生脏数据
清理内存：
bzero strings.h
memset string.h
calloc 以nmemb*size的方式申请内存，而且会把内存清理为0.
realloc 增减已有的内存，如果第一个参数为NULL，页可以用来申请内存。
free释放内存，释放完内存记得指针置为NULL
alloc 分配当前函数的栈内存，当函数结束时，会自动释放，只有部分操作系统支持
Linux的内存管理函数:
sbrk和brk维护一个内存末尾指针，
两者都有内存的管理和释放功能
void *sbrk(intptr_t increment);
increment:把内存的末尾指针移动increment个字节
返回值：上次调用sbrk/brk的内存末尾地址
int brk（void *addr）;
addr:把内存的末尾指针设置为addr
返回值：0成功，非0失败
作用：释放内存很方便
练习：使用brk/sbrk实现顺序栈的封装
Linux内存映射函数
它是Linux系统实现的内存管理函数，brk/sbrk就调用它们，它不光可以对虚拟地址与物理地址进行映射，还可以对虚拟地址和文件进行映射（用磁盘来模拟内存）
这两个函数的映射以页为单位
void *mmap(void *addr, size_t length, int prot, int flags,
int fd, off_t offset);
addr:想与物理内存映射的虚拟地址，如果NULL，则让操作系统自动选择
length:映射的字节数，如果不够一页自动补充为一页。
prot:映射权限，读，写，执行三种
PROT_EXEC Pages may be executed.
PROT_READ Pages may be read.
PROT_WRITE Pages may be written.
PROT_NONE Pages may not be accessed.
flags：
MAP_SHARED映射文件
MAP_PRIVATE 数据只写入缓存区，不更新文化
MAP_ANON 只映射内存
fd:
映射文件的，文件描述符，如果不映射文件，写0
offset:映射文件时的偏移值，如果不映射文件写0。
返回值：映射后的内存地址
int munmap(void *addr, size_t length);
addr:要取消映射的内存地址
length:字节数
返回值：0成功，非0失败
8bit = 8byte
1024byte = 1kb
1024kb = 1mb
1024mb = 1GB
1024GB = 1TB
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