Linux系统编程【转】

一.Linux系统编程概论
1.1 系统编程基石
syscall:
libc:标准C库、系统调用封装、线程库、基本应用工具
gcc:

1.2 模块接口
API:应用程序编程接口，源代码级别，能通过编译，由标准C语言定义，libc来实现
ABI:应用程序二进制接口，二进制级别，能正常运行，关注调用约定、字节序、寄存器使用、系统调用、链接、二进制格式等，很难实现

1.3 错误处理
<stdio.h>
errno:
perror(const char *):

<string.h>
char * strerror (int errnum);
int strerror_r(int errnum, char *buf, size_t len);

二.文件管理

2.1 基本文件I/O
2.1.1 open系统调用
2.1.1.1 定义
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
int open(const char *name, int flags);
int open(const char *name, int flags, mode_t mode);

2.1.1.2 flags参数
O_RDONLY:只读
O_WRONLY:只写
O_RDWR:读写
其它O_XXX:APPEND, ASYNC, CREAT, DIRECT, DIRECTORY, EXCL, LARGEFILE, NOCTTY, NOFOLLOW, NONBLOCK, SYNC, TRUNC

2.1.1.3 mode参数
文件权限，例如0777，仅当flags包含标志O_CREAT时需要提供，也是必须提供的

2.1.1.4 creat函数
int creat(const char *name, int mode);
等价于
open(name, O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, mode);

2.1.2 read系统调用
2.1.2.1 定义
#include <unistd.h>
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t len);

2.1.2.2 返回值 ret = read(fd, buf, len)
1)ret == len:调用正常，结果和预期一致
2)0< ret < len:信号打断了读取过程、读取中发生错误、已经到达文件末尾，处理的办法是继续读取剩余的字节，更新buf和len
3)ret == 0:已经到达文件末尾
4)ret == -1
    errno == EINTR:表示读入字节之前收到了一个信号，可以重新调用
    errno == EAGAIN:在非阻塞模式下发生，表示无数据可读
    other:发生了严重的错误
5)ret无返回值：阻塞了 

2.1.2.3 阻塞读取示例

while(len != 0 && (ret = read(fd, buf, len)))
{
    if(ret == -1)
    {
        if(errno == EINTR)
            continue;
        perror("read");
        break;
    }
    len -= ret;
    buf += ret;
}
            
2.1.2.4 非阻塞读取示例

char buf[BUFSIZ];
ssize_t nr;
do
{
    nr = read (fd, buf, BUFSIZ);
    if(nr == -1)
    {
        if(errno == EINTR)
            continue;
        if(errno == EAGAIN)
        {
            /* resubmit later */
        }
        else
        {
            perror("read");
            break;
        }
    }
    len -= ret;
    buf += ret;
}

2.1.2.5 pread:从指定的偏移量开始读取，不改变当前文件偏移量指针，可避免竞态的lseek调用
#include <unistd.h>
ssize_t pread(int fd, void *buf, size_t len, off_t pos);

2.1.3 write系统调用
2.1.3.1 定义
#include <unistd.h>
ssize_t write(int fd, const char *buf, size_t count);

2.1.3.2 示例代码
while(len != 0 && (ret = write(fd, buf, len)))
{
    if(ret == -1)
    {
        if(errno == EINTR)
            continue;
        perror("write");
        break;
    }
    len -= ret;
    buf += ret;
}

2.1.3.3 O_APPEND:适用于日志类型的应用

2.1.3.4 延迟写
内核设定了缓冲数据刷新的超时时间，由/proc/sys/vm/dirty_expire_centisecs定义

2.1.3.5 立刻写
1)int fsync(int fd):刷新文件fd的数据和元数据
2)int fdatasync(int fd):仅刷新文件fd的数据
3)void sync(void):刷新所有的缓冲数据，较耗时
4)O_SYNC,O_DSYNC,O_RSYNC:

2.1.3.6 O_DIRECT:忽略内核缓冲机制，最小化I/O管理，完全由用户处理请求长度，缓冲区对齐，文件偏移是扇区整数倍，例如数据库系统

2.1.3.7 pwrite:从指定的偏移量开始写，不改变当前文件偏移量指针，可避免竞态的lseek调用
#include <unistd.h>
ssize_t pwrite(int fd, void *buf, size_t len, off_t pos);

2.1.4 close系统调用
#include <unistd.h>
int close(int fd);

2.1.5 lseek系统调用
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
off_t lseek(int fd, off_t pos, int origin);
origin:SEEK_SET, SEEK_CUR, SEEK_END
pos = 0时
origin == SEEK_SET:文件偏移量指向文件起始位置
origin == SEEK_CUR:返回当前文件偏移量
origin == SEEK_END:文件偏移量指向文件末尾

2.1.6 truncate & ftruncate 系统调用
截短文件，成功调用返回文件长度
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
int ftruncate(int fd, off_t len);
int truncate(const char *name, off_t len);

2.1.7 select & poll & epoll 系统调用
I/O多路复用，若有文件描述符准备好时通知我，没有就睡眠
2.1.7.1 select
1)定义
#include <sys/types.h>
#include <sys/time.h>
#include <unistd.h>
int select(int n, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);
FD_CLR(int fd, fd_set *set);
FD_ISSET(int fd, fd_set *set);
FD_SET(int fd, fd_set *set);
FD_ZERO(fd_set *set);
2)参数
n:fd_set中最大的fd + 1(不太合理，导致被poll取代)
3)返回值
成功时返回就绪的文件描述符数目
失败：
EBADF:某文件描述符非法
EINTR:等待时捕获了一个信号，可以重新发起调用
EINVAL:参数n是负数，或者时间timeout不合法
ENOMEM:没有足够的内存完成请求
4)示例程序
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/time.h>

int main()
{
    struct timeval timeout;
    fd_set set;
    int ret;
    
    timeout.tv_sec = 3;
    timeout.tv_usec = 0;
    FD_ZERO(&set);
    FD_SET(STDIN_FILENO, &set);
    ret = select(STDIN_FILENO + 1, &set, NULL, NULL, &timeout);

    if(ret < 0)
        perror("select");
    else
    {
        if(FD_ISSET(STDIN_FILENO, &set))
        {
            //read
        }
    }
    
    return 0;
}
5)可利用select实现sleep
6)pselect
int pselect(int n, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, const struct timespec *timeout, const sigset_t *sigmask);
精确到纳秒，不修改timeout，设置阻塞的信号

2.1.7.2 poll
1)定义
#include <sys/poll.h>
struct pollfd
{
    int fd;            //文件描述符
    short events;    //监视的事件
    short revents;    //发生的事件
}
int poll(struct pollfd *fds, unsigned int nfds, int timeout);
2)事件
POLLIN、POLLRDNORM、POLLRDBAND、POLLPRI、POLLOUT、POLLWRNORM、POLLBAND、POLLMSG
3)ppoll
int ppoll(struct pollfd *fds, unsigned int nfds, int timeout, const sigset_t *sigmask);

2.1.7.3 epoll
解决select & poll性能问题，适合同时监视大量文件描述符，先初始化，然后增加、删除，最后等待，分离了三者
1)定义
#include <sys/epoll.h>
int epoll_create(int size);
int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);
int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event *events, int maxevents, int timeout);
        
2.2 缓冲文件I/O
2.2.1 打开文件
FILE *fopen(const char *name, const char *mode);
FILE *fdopen(int fd, const char *mode);

2.2.2 关闭文件
int fclose(FILE *stream);
int fcloseall();

2.2.3 读文件
2.2.3.1 字节读
int fgetc(FILE *stream);
int ungetc(int c, FILE *stream);
2.2.3.2 行读取
int fgets(char *str, int size, FILE *stream):读取size-1个字节至str中，遇到换行符时，‘\n‘被存入str中
2.2.3.3 块读取
int fread(void *buf, size_t size, size_t nr, FILE *stream):从流stream中读入nr个元素，每个元素大小是size，返回读入的元素个数

2.2.4 写文件
2.2.4.1 字节写
int fputc(FILE *stream);
int unputc(int c, FILE *stream);
2.2.4.2 行写
int fputs(const char *str, FILE *stream);
2.2.4.3 块写
int fwrite(void *buf, size_t size, size_t nr, FILE *stream);

2.2.5 定位文件
int fseek(FILE *stream, long offset, int whence):移动文件指针到指定位置
int fsetpos(FILE *stream, fpos_t *pos):跨平台
int fgetpos(FILE *stream, fpos_t *pos)
int ftell(FILE *stream):返回当前文件位置
int rewind(FILE *stream):将文件指针置为初始位置

2.2.6 刷新文件
int fflush(FILE *stream):刷新用户缓冲区数据，不能刷新内核缓冲区数据
int fileno(FILE *stream):获取文件描述符fd,要先调用fflush

2.2.7 错误处理
int ferror(FILE *stream):测试是否有错误
int feof(FILE *stream):测试是否到达文件末尾
int clearerr(FILE *stream):清除错误标志

2.2.8 缓冲控制
int setvbuf(FILE *stream, char *buf, int mode, size_t size)
必须在紧邻fopen之后调用
mode:_IONBF(无缓冲),_IOLBF(行缓冲),_IOFBF(块缓冲)

2.2.9 文件锁
int flockfile(FILE *stream);
int funlockfile(FILE *stream);
int ftrylockfile(FILE *stream);
以上的流操作函数均是lock版，系统也提供了_unlock版

2.3 高级文件I/O
2.3.1 散列聚集I/O
#include <sys/uio.h>
ssize_t readv(int fd, const struct *iov, int count);
ssize_t writev(int fd, const struct *iov, int count);
单次向量I/O代替多次线性I/O，降低了系统调用次数，避免了竞态

2.3.2 直接文件I/O
1)定义
#include <sys/mman.h>
void *mmap(void *addr, size_t len, int port, int flags, int fd, off_t offset); 
int munmap(void *addr, size_t len);
void * mremap (void *addr, size_t old_size,size_t new_size, unsigned long flags);
int mprotect (const void *addr, size_t len, int prot);
int msync (void *addr, size_t len, int flags);
int madvise (void *addr, size_t len, int advice);
2)addr:告诉内核最佳映射地址，不是强制，一般置为0，调用返回映射地址
3)port:权限，PORT_READ,PORT_WRITE,PORT_EXEC
4)flags
MAP_FIXED:addr是强制的
MAP_PRIVATE:映射区是私有的，写时拷贝
MAP_SHARED:映射区是共享的
5)页对齐：addr和len必须是页对齐的
long page_size = sysconf(_SC_PAGESIZE);  //最好选择
int page_size = getpagesize ( );
int page_size= PAGE_SIZE ;

2.3.3 文件I/O提示
1)posix fadvise
#include <fcntl.h>
int posix_fadvise (int fd, off_t offset, off_t len, int advice);

2)readahead
ssize_t readahead (int fd, off64_t offset, size_t count);

2.3.4 异步文件I/O
#include <aio.h>
/* asynchronous I/O control block */
struct aiocb 
{
    int aio_filedes; /* file descriptor */
    int aio_lio_opcode; /* operation to perform */
    int aio_reqprio; /* request priority offset */
    volatile void *aio_buf; /* pointer to buffer */
    size_t aio_nbytes; /* length of operation */
    struct sigevent aio_sigevent; /* signal number and value */
    /* internal, private members follow... */
};
int aio_read (struct aiocb *aiocbp);
int aio_write (struct aiocb *aiocbp);
int aio_error (const struct aiocb *aiocbp);
int aio_return (struct aiocb *aiocbp);
int aio_cancel (int fd, struct aiocb *aiocbp);
int aio_fsync (int op, struct aiocb *aiocbp);
int aio_suspend (const struct aiocb * const cblist[], int n, const struct timespec *timeout);
Linux仅仅支持设置了O_DIRECT标志的异步操作

2.4 文件属性
2.4.1 inode:标识一个文件，在一个文件系统中是唯一的，既是linux内核虚拟对象，也是外存物理对象

2.4.2 获取文件属性
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>

int stat(const char *path, struct stat *buf);传入文件名
int fstat(int fd, struc stat *buf);传入文件描述符
int lstat(const char *path, struct stat *buf);返回链接文件本身

struct stat {
    dev_t st_dev;             /* ID of device containing file */
    ino_t st_ino;             /* inode number */
    mode_t st_mode;         /* permissions */
    nlink_t st_nlink;         /* number of hard links */
    uid_t st_uid;             /* user ID of owner */
    gid_t st_gid;             /* group ID of owner */
    dev_t st_rdev;             /* device ID (if special file) */
    off_t st_size;             /* total size in bytes */
    blksize_t st_blksize;     /* blocksize for filesystem I/O */
    blkcnt_t st_blocks;     /* number of blocks allocated */
    time_t st_atime;         /* last access time */
    time_t st_mtime;         /* last modification time */
    time_t st_ctime;         /* last status change time */
};

2.4.3 设置文件权限
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>

int chmod(const char *path, mode_t mode);
int fchmod(int fd, mode_t mode);

2.4.4 设置文件所有者
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>

int chown(const char *path, uid_t owner, gid_t group);
int fchown(int fd, uid_t owner, gid_t group);
int lchown(const char *path, uid_t owner, gid_t group);

2.4.5 扩展属性
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/xattr.h>

1)命名空间：system,security,trusted,user

2)获取文件扩展属性
int getxattr(const char *path, const char *key, void *value, size_t size);
int fgetxattr(int fd, const char *key, void *value, size_t size);
int lgetxattr(const char *path, const char *key, void *value, size_t size);

3)设置文件扩展属性
int setxattr(const char *path, const char *key, void *value, size_t size, int flags);
int fsetxattr(int fd, const char *key, void *value, size_t size, int flags);
int lsetxattr(const char *path, const char *key, void *value, size_t size, int flags);

4)列举文件扩展属性
int listxattr(const char *path, char *list, size_t size);
int flistxattr(int fd, char *list, size_t size);
int llistxattr(const char *path, char *list, size_t size);

4)删除文件扩展属性
int removexattr(const char *path, char *key);
int fremovexattr(int fd, char *key);
int lremovexattr(const char *path, char *key);

2.5 目录管理
2.5.1 获取当前目录
#include <unistd.h>
char *getcwd(char *buf, size_t size);

2.5.2 更改目录
#include <unistd.h>
int chdir(const char *path);
int fchdir(int fd);

2.5.3 创建目录
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
int mkdir(const char *path, mode_t mode);

2.5.4 删除目录
#include <unistd.h>
int rmdir(const char *path);

2.5.5 读取目录
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <dirent.h>
DIR *opendir(const char *path);
struct dirent *readdir(DIR *dir);
int closedir(DIR *dir);

2.5.5 文件链接
#include <unistd.h>
1)硬链接
int link(const char *oldpath, const char *newpath);

2)符号链接
int symlink(const char *oldpath, const char *newpath);

3)解除链接
int unlink(const char *path);

2.5.6 文件复制移动删除
1)复制：无系统级支持，自己实现
2)移动
#include <stdio.h>
int rename(const char *oldpath, const char *newpath);
3)删除
#include <stdio.h>
int remove(const char *path);

2.6 设备文件
2.6.1 特殊设备文件
1) /dev/null:空设备，忽略所有写请求，读请求返回EOF
2) /dev/zero:零设备，忽略所有写请求，读请求返回0
3) /dev/full:满设备，写请求返回ENOSPC，读请求返回0
4) /dev/urandom:随机数生成设备，优于/dev/random

2.6.2 设备控制
#include <stdio.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/ioctl.h>
int ioctl(int fd, int request, ...);

2.7 监视文件
#include <inotify.h>
inotify，监视文件被创建、打开、读取、写入、删除等操作

2.7.1 初始化
int inotify_init();

2.7.2 增加监视
int inotify_add_watch(int fd, const char *path, uint32_t mask);

2.7.3 inotify 事件
struct inotify_event {
    int wd;             /* watch descriptor */
    uint32_t mask;         /* mask of events */
    uint32_t cookie;     /* unique cookie */
    uint32_t len;         /* size of ’name’ field */
    char name[];         /* null-terminated name */
};

2.7.4 读取inotify 事件:read

2.7.5 删除inotify 事件
int inotify_rm_watch (int fd, uint32_t wd);

2.7.6 退出inotify:close

三.进程管理
进程创建fork和加载exec分离，是仅次于文件的基本抽象概念

3.1 获取进程ID
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
pid_t getpid(void);
pid_t getppid(void);
1)PID在某个时刻是唯一的
2)进程0：idle进程，是所有其他进程的祖先，在系统初始化时由kernel自身从无到有创建。(过程集中在start_kernel函数内)，数据成员大部分是静态定义的，即由预先定义好的(如上)INIT_TASK, INIT_MM等宏初始化。
3)进程1：init进程，由idle进程调用kernel_thread创建的

3.2 进程创建fork
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
pid_t fork(void);

pid_t pid;
pid = fork();
if(pid == -1)
{
    perror("fork");
}
else if(pid == 0)
{
    //父进程代码
}
else
{
    //子进程代码
    if( execlp("gedit", "gedit", "001.txt", NULL) == -1)
    {
        perror("execl");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
}

3.3 进程加载exec
#include <unistd.h>
int execl(const char *path, const char *arg, ...):加载指定路径的程序，参数列表必须以NULL结束
int execlp(const char *path, const char *arg, ...):在PATH环境变量中查找程序
int execle(const char *path, const char *arg, ..., char * const envp[]):提供给新进程环境变量
int execv(const char *path, char * const argv[]);
int execvp(const char *path, char * const argv[]);
int execve(const char *path, char * const argv[], char * const envp[]);
l表示以列表方式提供参数，v表示以数组方式提供参数，p表示在PATH环境变量中查找程序，e表示提供给新进程环境变量

3.4 进程终止exit
#include <stdlib.h>
void exit(int status);
EXIT_SUCCESS表示成功，EXIT_FAILURE表示失败
1)_exit
#include <unistd.h>
void _exit(int status);

2)at_exit
#include <stdlib.h>
int at_exit(void (*function)(void ));

3)SIGCHLD:当进程终止时，内核会向其父进程发送信号SIGCHLD

4)wait
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
pid_t wait(int *status);
返回已终止子进程PID,返回-1表示出错

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

6)system
#include <stdlib.h>
int systme(const char *command);
创建并等待新进程

int my_system (const char *cmd)
{
    int status;
    pid_t pid;
    pid = fork ( );
    if (pid == -1)
        return -1;
    else if (pid == 0) {
        const char *argv[4];
        argv[0] = ”sh”;
        argv[1] = ”-c”;
        argv[2] = cmd;
        argv[3] = NULL;
        execv (”/bin/sh”, argv);
        exit (-1);
    }
    if (waitpid (pid, &status, 0) == -1)
        return -1;
    else if (WIFEXITED (status))
        return WEXITSTATUS (status);
    return -1;
}

3.5 进程权限控制
3.5.1 用户ID
1) 实际用户ID:登陆进程使用的ID
2) 有效用户ID:检查进程权限过程中使用的ID
3) 保存设置用户ID:执行suid前的有效用户ID
4) 文件系统用户ID:

3.5.2 设置用户ID
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
int setuid(uid_t uid);
int setgid(gid_t gid);
int seteuid(uid_t uid);
int setegid(gid_t gid);
设置当前进程的有效用户ID

3.5.3 获取用户ID
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
int getuid();
int getgid();
int geteuid();
int getegid();

3.5.4 会话
登陆进程会为新用户创建会话，会话首进程(shell)pid作为会话ID，便于作业控制，可以发信号终止会话首进程的所有子进程
#include <unistd.h>
1) 创建一个会话: pid_t setsid(void);
2) 获取会话ID: pid_t getsid (pid_t pid);
3) 设置进程组ID: int setpgid (pid_t pid, pid_t pgid);

3.6 守护进程
#include <unistd.h>
int daemon(int nochdir, int noclose);

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <linux/fs.h>
int main (void)
{
    pid_t pid;
    int i;

    pid = fork( );  /* create new process */
    if (pid == -1)
        return -1;
    else if (pid != 0)
        exit (EXIT_SUCCESS);

    if (setsid ( ) == -1)  /* create new session and process group */
        return -1;

    if (chdir (”/”) == -1)  /* set the working directory to the root directory */
        return -1;

    for (i = 0; i < NR_OPEN; i++)  /* close all open files--NR_OPEN is overkill,but works */
        close (i);

    /* redirect fd’s 0,1,2 to /dev/null */
    open (”/dev/null”, O_RDWR); /* stdin */
    dup (0); /* stdout */
    dup (0); /* stderror */
    
    /* do its daemon thing... */
    
    return 0;
}

3.7 进程调度
3.7.1 让出处理器
#include <sched.h>
int sched_yield(void);

3.7.2 进程优先级
#include <unistd.h>
int nice(int inc);
在当前优先级基础上加inc,只有拥有CAP_SYS_NICE能力才能使用负值inc增加优先级，否则只能降低优先级

#include <sys/time.h>
#include <sys/resource.h>
int getpriority (int which, int who);
int setpriority (int which, int who, int prio);

3.7.3 处理器亲和度
#include <sched.h>
typedef struct cpu_set_t;
size_t CPU_SETSIZE;
void CPU_SET (unsigned long cpu, cpu_set_t *set);
void CPU_CLR (unsigned long cpu, cpu_set_t *set);
int CPU_ISSET (unsigned long cpu, cpu_set_t *set);
void CPU_ZERO (cpu_set_t *set);
int sched_setaffinity (pid_t pid, size_t setsize,const cpu_set_t *set);
int sched_getaffinity (pid_t pid, size_t setsize,const cpu_set_t *set);

3.7.4 进程调度策略
#include <sched.h>
struct sched_param {
    /* ... */
    int sched_priority;
    /* ... */
};
int sched_getscheduler (pid_t pid);
int sched_setscheduler (pid_t pid, int policy,const struct sched_param *sp);
int sched_getparam (pid_t pid, struct sched_param *sp);
int sched_setparam (pid_t pid, const struct sched_param *sp);
int sched_rr_get_interval (pid_t pid, struct timespec *tp);
SCHED_FIFO：先进先出
SCHED_RR：轮转
SCHED_OTHER：普通

3.7.5 资源限制
#include <sys/time.h>
#include <sys/resource.h>
struct rlimit {
    rlim_t rlim_cur; /* soft limit */
    rlim_t rlim_max; /* hard limit */
};
int getrlimit (int resource, struct rlimit *rlim);
int setrlimit (int resource, const struct rlimit *rlim);
RLIMIT AS,CORE,CPU,DATA,FSIZE,LOCKS,MEMLOCK,MSGQUEUE,NICE,NOFILE,NPROC,RSS,RTPRIO,SIGPENDING,STACK

四.内存管理
4.1 基本存储/释放
4.1.1 malloc
#include <stdlib.h>
void *malloc(size_t size);
成功会返回指向size大小内存区域的首指针，错误返回NULL，设置errno为ENOMEM

4.1.2 calloc
#include <stdlib.h>
void *calloc(size_t nr, size_t size);
分配数组，会用0初始化

void *xmalloc0(size_t size)
{
    void *p = NULL;
    p = calloc(1, size);
    if(p == NULL)
    {
        perror("malloc");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    return p;
}

4.1.3 realloc
#include <stdlib.h>
void *realloc(void *ptr, size_t size);
重新分配，可改变已分配内存区域的大小，主要用途是变小

4.1.4 free
#include <stdlib.h>
void free(void *ptr);
ptr必须是malloc/calloc/realloc的返回值

4.2 字节对齐
#include <stdlib.h>
int posix_memalign (void **memptr,size_t alignment,size_t size);
成功时返回size字节的动态内存，且以alignment，alignment必须是2的幂

4.3 匿名映射
void *p;
p = mmap (NULL, 512 * 1024, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_ANONYMOUS | MAP_PRIVATE, -1, 0); 
if (p == MAP_FAILED)
    perror (”mmap”);
else
    /* p points at 512 KB of anonymous memory... */
...
int ret;
ret = munmap(p, 512 * 1024);
if(ret)
    perror("munmap");
适合大内存区域分配
    
4.4 设置内存分配参数
#include <malloc.h>
int mallopt (int param, int value);
size_t malloc_usable_size (void *ptr);
int malloc_trim (size_t padding);

4.5 调试内存分配
#include <malloc.h>
struct mallinfo mallinfo (void);
/* all sizes in bytes */
struct mallinfo {
    int arena; 
    int ordblks; 
    int smblks; 
    int hblks; 
    int hblkhd;
    int usmblks;
    int fsmblks;
    int uordblks;
    int fordblks;
    int keepcost;
};

#include <malloc.h>
void malloc_stats (void);

4.6 栈分配&变长数组
#include <alloca.h>
void * alloca (size_t size);