Linux---信号详解
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Linux---信号详解相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
信号概念
查看信号
kill -l
一共62个信号 1 ~ 31称之为普通信号，34~ 64称之为实时信号
信号其实是一种宏
man 7 signal
信号概念
- 信号是进程之间的事件异步通知的一种方式，属于软中断
注意：
- ctrl c 产生的信号只能发送给前台进程，一个命令加&可以放到后台运行，这样Shell不必等待进程结束就可以接受新的命令，启动新的进程
- Shell可以同时运行一个前台进程和多个后台进程，，只有前台进程才能接到像ctrl c这种控制键产生的信号
- 前台进程在运行过程中用户随时可能按下ctrl c而产生一个信号，也就是说该进程的用户空间代码执行到任何地方都可能收到SIGINT信号而终止，所以信号相对于进程的控制流程来说是异步
信号处理方式概览
- 忽略此信号
- 执行该信号的默认处理动作
- 提供一个信号处理函数，要求在内核处理信号时切换到用户态执行这个处理函数，这种方式称为捕捉一个信号
产生信号
SIGINT的默认处理动作是终止进程SIGQUIT的默认处理动作是终止进程并且Core Dump(核心转储)
键盘组成产生的信号
信号获取
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
void handler(int signo)
printf("got a signal! signo:%d\\n",signo);
int main()
signal(2,handler);
while(1)
printf("hello!\\n");
sleep(1);
//OS 把ctrl+c 解释成 SIGINT(2)
return 0;
进程崩溃的解释
为什么C/C++进程会崩溃-》本质是收到了信号-》为什么会收到信号？-》信号都是由OS发送的
硬件异常产生信号
硬件异常通常被硬件以某种方式被硬件检测并通知内核，然后内核向当前将进程发送适当的信号
core dump
Core Dump:
- 当一个进程要异常终止，可以选择把进程的用户空间内数据全部保存到磁盘上，文件名通常是core，进程异常终止通常是因为有Bug比如非法内存访问导致段错误，事后可以用调试器检查core文件以查清错误原因，这叫做Post-mortem Debug事后调试。一个进程允许产生多大的core文件取决于进程的Resource Limit(此信息保存在PCB中)。默认是不允许产生core文件的，因为core文件中可能包含用户密码等敏感信息，不安全。在开发调试阶段可以用ulimit命令改变这个限制，允许产生core文件。首先用ulimit命令改变Shell进程的Resource Limit 允许core文件最大为1024K
ulimit -c 1024
查看核心转储
ulimit -a
将核心转储打开(0默认是关闭状态)
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
int main()
if(fork() == 0)
//child
printf("I am child,pid:%d\\n",getpid());
sleep(2);
//int a = 1 / 0;
exit(0);
int status = 0;
waitpid(-1,&status,0);
printf("exit code:%d,core dump %d,signal:%d\\n",(status >> 8)&0xff,(status >> 7)& 1,status & 0x7f);
return 0;
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
int main()
if(fork() == 0)
//child
printf("I am child,pid:%d\\n",getpid());
sleep(2);
int a = 1 / 0;
exit(0);
int status = 0;
waitpid(-1,&status,0);
printf("exit code:%d,core dump %d,signal:%d\\n",(status >> 8)&0xff,(status >> 7)& 1,status & 0x7f);
return 0;
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
int main()
if(fork() == 0)
//child
printf("I am child,pid:%d\\n",getpid());
sleep(2);
int *p = NULL;
*p = 100;
exit(0);
int status = 0;
waitpid(-1,&status,0);
printf("exit code:%d,core dump %d,signal:%d\\n",(status >> 8)&0xff,(status >> 7)& 1,status & 0x7f);
return 0;
进程被停止会被放在后台
除0异常
myproc.c
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
//void handler(int signo)
//
// printf("got a signal! signo:%d\\n",signo);
//
int main()
//signal(2,handler);
while(1)
printf("hello!\\n");
sleep(5);
int a = 1 / 0;
return 0;
Makefile
myproc: myproc.c
gcc -o $@ $^ -g
.PHONY:clean
clean:
rm -f myproc
野指针异常
myproc.c
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
//void handler(int signo)
//
// printf("got a signal! signo:%d\\n",signo);
//
int main()
//signal(2,handler);
while(1)
printf("hello!\\n");
sleep(5);
int *p = NULL;
*p = 100;
return 0;
栈溢出异常
myproc.c
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
//void handler(int signo)
//
// printf("got a signal! signo:%d\\n",signo);
//
int main()
//signal(2,handler);
while(1)
printf("hello!\\n");
sleep(1);
int a[10];
for(int i = 0;i <1000000;i++)//-std=c99
a[i] = i;
return 0;
Makefile
myproc: myproc.c
gcc -o $@ $^ -std=c99 -g
.PHONY:clean
clean:
rm -f myproc
测试不同种类的键盘组合对应的是哪种信号
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
void handler(int signo)
printf("get a signal,signo:%d\\n",signo);
int main()
for(int signo = 1;signo < 32;signo++)
signal(signo,handler);
//测试不同种类的键盘组合对应的是哪种信号
while(1)
sleep(1);
return 0;
查看后台任务
jobs
把后台进程放在前台，让进程立即运行
fg 1
OS不允许捕捉全部信号
由软件条件产生信号
SIGPIPE,SIGALRM
alarm信号
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <signal.h>
int count = 0;
void handler(int signo)
//alarm(1);
printf("count: %d\\n",count);
exit(1);
int main()
signal(SIGALRM,handler);
alarm(1);
//int count = 0;
while(1)
// printf("count is %d\\n",count++);
count++;
return 0;
调用系统函数向进程发信号
- kill命令是调用kill函数实现的。kill函数可以给定一个指定的进程发送指定的信号。raise函数可以给当前进程发送指定的信号(自己给自己发信号)
#include <signal.h>
int kill(pid_t pid,int signo);
int raise(int signo);
//成功返回0，错误返回1
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
void handler(int signo)
printf("get a signo: %d\\n",signo);
int main()
signal(2,handler);
while(1)
printf("I am a process!,pid:%d\\n",getpid());
sleep(1);
raise(2);
return 0;
- abort函数使当前进程接收到信号而异常终止
#include <stdlib.h>
void abort(void);
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
void handler(int signo)
printf("get a signo: %d\\n",signo);
int main()
signal(2,handler);
while(1)
printf("I am a process!,pid:%d\\n",getpid());
sleep(1);
abort();
return 0;
系统调用向目标进程发送信号
简单实现一个kill命令
mykill.c
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <signal.h>
#include <stdlib.h>
void Usage(const char *proc)
printf("Usage:%s pid signo\\n",proc);
int main(int argc,char *argv[])//命令行参数
if(argc != 3)
Usage(argv[0]);
return 1;
pid_t pid = atoi(argv[1]);
int signo = atoi(argv[2]);
kill(pid,signo);
return 0;
myproc.c
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
int main()
while(1)
printf("I am a process!,pid:%d\\n",getpid());
sleep(1);
return 0;
Makefile
.PHONY:all
all:mykill myproc
myproc:myproc.c
gcc -o $@ $^
mykill:mykill.c
gcc -o $@ $^
.PHONY:clean
clean:
rm -f mykill myproc
总结
- 为什么所有信号产生由OS进行？OS是进程的管理者
- 信号的处理是在合适的时候
- 信号如果不是被立即处理，会被暂时记录在进程的PCB位图中
保存信号
阻塞信号
信号相关概念
- 实际执行的信号的处理动作称为信号递达
- 信号从产生到递达之间的状态称为信号未决
- 进程可以选择阻塞某个信号(Block)
- 被阻塞的信号产生时将保持在未决状态，知道进程解除对此信号的阻塞，才执行递达动作
- 阻塞和忽略是不同的，只要信号被阻塞就不会被递达，而忽略是在递达之后可选的一种处理动作
忽略：本质是处理信号的一种方式
阻塞：本质是不让信号递达，直到解除阻塞
在内核中的表示
- 每个信号都有两个标志位分别表示阻塞(block)和未决(pending)，还有一个函数指针表示处理动作。信号产生时，内核在进程控制块中设置该信号的未决标志，直到信号传递才清除该标志。在上图例子中，SIGHUP信号未阻塞也未产生过，当它传递时执行默认处理动作。
- SIGINT信号产生过，但正在被阻塞，所以暂时被阻塞，所以暂时不能递达，虽然它的处理动作是忽略，但在没有解除阻塞之前不能忽略这个信号，因为进程仍有机会改变处理动作之后再解除阻塞。
- SIGQUIT信号未产生过，一旦产生SIGQIUT信号将被阻塞，它的处理动作是用户自定义函数sighandler。如果在进程中解除对某信号的阻塞之前这种信号产生过多次，将如何处理？POSIX.1允许系统递送该信号一次或多次。Linux常规信号在递达之前产生多次只记一次，而实时信号在递达之前产生多次可以一次放在一共队列里。
sigset_t
每个信号只有一个bit的未决标志，非0即1，不记录该信号产生了多少次，阻塞标志也是这样表示的。因此，未决和阻塞标志可以用相同的数据类型sigset_t存储sigset_t称为信号集，这个类型可以表示每个信号的"有效"或“无效”的含义是该信号是否被阻塞，而在未决信号集中"有效"和"无效"的含义是该信号是否处于未决状态。阻塞信号集也叫做当前进程的信号屏蔽字(Singal Mark)，这里的屏蔽应该理解为阻塞。
信号操作函数
sigset_t类型对于每种信号用一个bit表示"有效"和"无效"状态，至于这个类型内部如何存储这些bit则依赖于系统实现，从使用者的角度不必关心，使用者只能调用函数来操作sigset)t变量，而不应该对它的内部数据做解释
#include <signal.h>
int sigemptyset(sigset_t *set);
int sigfillset(sigset_t *set);
int sigaddset(sigset_t *set,int signo);
int sigdelset(sigset_t *set,int signo);
int sigismember(const sigset_t *set,int signo);
- sigemptyset初始化set所指向的信号集，使其中所有信号对应的bit清0，表示该信号集不包含任何有效信号。
- sigfillset初始化set所指向的信号集,使其中所有信号对应的bit置位，表示该信号集的有效信号包括系统支持的所有信号。
- 注意:在使用sigset_t类型的变量之前，一定要调用sigemptyset或signfillset做初始化，使信号集处于确定的状态。初始化sigset_t信号变量之后就可以在调用sigaddset和sigdelset在信号集中添加或删除某种有效信号
这四个函数成功返回0，错误返回-1,sigismember是布尔函数，用于判断一个信号集的有效信号中是否包含某种信号，包含返回1，不包含返回0，出错返回-1.
sigprocmask
读取或更改进程的信号屏蔽字(阻塞信号集)
#include <signal.h>
int sigprocmask(int how,const sigset_t *set,sigset_t oset);
//成功0，出错-1
如果oset是非空指针，则读取进程的当前信号屏蔽字通过oset参数传出。如果set是非空指针，更改进程的信号屏蔽字，参数how指示如何更改。如果oset和set都是非空指针，则将原来的信号屏蔽字备份到oset里，然后根据set和how参数更改信号屏蔽字。假设当前信号屏蔽字为mask,下图为how参数的可选值
如果调用sigprocmask解除了对当前若干个未决信号的阻塞，则在sigprocmask返回前，至少将其中一个信号递达。
sigpending
读取当前进程的未决信号集(输出型参数)
练习
屏蔽2号信号
#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>
void printPending(sigset_t *pending)
int i;
for( i = 1; i <= 31;i++)
if(sigismember(pending,i))//判断信号是否在集合里
printf("1 ");
else
printf("0 ");
以上是关于Linux---信号详解的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章