Основы программирования в Linux

Системные библиотеки также можно совместно использовать. Следовательно, в памяти нужна, например, только одна копия функции 
printf
, даже если многие выполняющиеся программы вызывают ее. Эта схема более сложная, но аналогичная той, которую используют для работы динамически подключаемые библиотеки в ОС Windows.
Как видно из приведенной схемы, дополнительное преимущество заключается в том, что дисковый файл, содержащий исполняемую программу 
grep
, меньше, т.к. не включает программный код совместно используемой библиотеки. Возможно, для одной программы это не слишком ощутимый выигрыш, но извлечение часто используемых подпрограмм, к примеру, из стандартной библиотеки С экономит значительный объем для операционной системы в целом.
Конечно не все, что нужно программе, может быть совместно использовано. Например, переменные отдельно используются каждым процессом. В данном примере искомая строка, передаваемая команде 
grep
, — это переменная 
s
, принадлежащая пространству данных каждого процесса. Эти пространства разделены и, как правило, не могут читаться другим процессом. Файлы, которые применяются в двух командах grep, тоже разные; у каждого процесса есть свой набор файловых дескрипторов, используемых для доступа к файлам.
Кроме того, у каждого процесса есть собственный стек, применяемый для локальных переменных в функциях и для управления вызовами функций и возвратом из них. У процесса также собственное окружение, содержащее переменные окружения, которые могут задаваться только для применения в данном процессе, например, с помощью функций 
putenv
 и 
getenv
, как было показано в главе 4. Процесс должен поддерживать собственный счетчик программы, запись того места, до которого он добрался за время выполнения, или поток исполнения. В следующей главе вы увидите, что процессы могут иметь несколько потоков исполнения.
Во многих системах Linux и некоторых системах UNIX существует специальный набор "файлов" в каталоге /proc. Это скорее специальные, чем истинные файлы, т.к. позволяют "заглянуть внутрь" процессов во время их выполнения, как если бы они были файлами в каталогах, В главе 3 мы приводили краткий обзор файловой системы /proc.
И наконец, поскольку Linux, как и UNIX, обладает системой виртуальной памяти, которая удаляет страницы кода и данных на жесткий диск, можно управлять гораздо большим количеством процессов, чем позволяет объем физической памяти.
  
Таблица процессов
 
Таблица процессов Linux подобна структуре данных, описывающей все процессы, загруженные в текущий момент, например, их PID, состояние и строку команды, разновидность информационного вывода команды 
ps
. Операционная система управляет процессами с помощью их идентификаторов, PID, которые применяются как указатели в таблице процессов. У таблицы ограниченный размер, поэтому число процессов, поддерживаемых системой, ограничено. В первых системах UNIX оно равнялось 256 процессам. Более современные реализации значительно ослабили это ограничение и ограничены только объемом памяти, доступным для формирования элемента таблицы процессов.
  
Просмотр процессов
 
Команда 
ps
 показывает выполняемые вами процессы, процессы, выполняемые другим пользователем, или все процессы в системе. Далее приведен еще один пример вывода:
$ <b>ps -ef</b>
UID  PID PPID  С STIME  TTY      TIME CMD
root 433  425  0 18:12  tty1 00:00:00 [bash]
rick 445  426  0 18:12  tty2 00:00:00 -bash
 
rick 456  427  0 18:12  tty3 00:00:00 [bash]
root 467  433  0 18:12  tty1 00:00:00 sh /usr/X11R6/bin/startx
root 474  467  0 18:12  tty1 00:00:00 xinit /etc/X11/xinit/xinitrc --
root 478  474  0 18:12  tty1 00:00:00 /usr/bin/gnome-session
root 487    1  0 18:12  tty1 00:00:00 gnome-smproxy --sm-client-id def
root 493    1  0 18:12  tty1 00:00:01 [enlightenment]
root 506    1  0 18:12  tty1 00:00:03 panel --sm-client-id defaults
root 508    1  0 18:12  tty1 00:00:00 xscreensaver -no-splash -timeout
root 510    1  0 18:12  tty1 00:00:01 gmc --sm-client-id default10
root 512    1  0 18:12  tty1 00:00:01 gnome-help-browser --sm-client-i
root 649  445  0 18:24  tty2 00:00:00 su
root 653  649  0 18:24  tty2 00:00:00 bash
neil 655  428  0 18:24  tty4 00:00:00 -bash
root 713    1  2 18:27  tty1 00:00:00 gnome-terminal
root 715  713  0 18:28  tty1 00:00:00 gnome-pty-helper
root 717  716 13 18:28 pts/0 00:00:01 emacs
root 718  653  0 18:28  tty2 00:00:00 ps -ef
Вывод отображает информацию о многих процессах, включая процессы, запущенные редактором Emacs в графической среде X ОС Linux. Например, столбец 
TTY
 показывает, с какого терминала стартовал процесс, столбец 
TIME
 показывает время ЦПУ, затраченное к данному моменту, а столбец 
CMD
 — команду, примененную для запуска процесса. Давайте познакомимся поближе с некоторыми из этих процессов.
neil 655  428  0 18:24  tty4 00:00:00 -bash
Начальная регистрация была произведена на консоли номер 4. Это просто консоль на данном компьютере. Выполняемая программа командной оболочки — это стандартная оболочка Linux, 
bash
.
root 467  433  0 18:12  tty1 00:00:00 sh /usr/X11R6/bin/startx
X Window System была запущена командой 
startx
. Это сценарий командной оболочки, который запускает сервер X и выполняет некоторые начальные программы системы X.
root 717  716 13 18:28 pts/0 00:00:01 emacs
Этот процесс представляет окно в системе X, выполняющее программу Emacs. Он был запущен оконным диспетчером в ответ на запрос нового окна. Командной оболочке был назначен новый псевдотерминал pts/0 для считывания и записи.
root 512    1  0 18:12  tty1 00:00:01 gnome-help-browser --sm-client-i
Это обозреватель системы помощи среды GNOME, запущенный оконным диспетчером.
По умолчанию программа 
ps
 выводит только процессы, поддерживающие подключение к терминалу, консоли, последовательной линии связи или псевдотерминалу. Другие процессы выполняются без взаимодействия с пользователем на терминале. Обычно это системные процессы, которые система Linux применяет для управления совместно используемыми ресурсами. Команду 
ps
 можно применять для отображения всех таких процессов, использовав опцию 
-е
 и запросив "полную" информацию с помощью опции 
-f
.