信号的产生以及处理方式

Posted 2020-07-02 ZDF0414

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为了理解信号,先从我们最熟悉的场景说起:

1.用户输入命令,在Shell下启动一个前台进程。

2.用户按下Ctrl-C,这个键盘输入产生一个硬件中断。

3.如果CPU当前正在执行这个进程的代码,则该进程的用户空间代码暂停执行,CPU从用户态 切换到内核态处理硬件中断。

4.终端驱动程序将Ctrl-C解释成一个SIGINT(#2)信号,记在该进程的PCB中(也可以说发送了一 个SIGINT信号给该进程)。

5.当某个时刻要从内核返回到该进程的用户空间代码继续执行之前,首先处理PCB中记录的信号,发现有一个SIGINT信号待处理,而这个信号的默认处理动作是终止进程,所以直接终止进程而不再返回它的用户空间代码执行。

前台进程：影响命令行工作的进程

一个命令 后面加个&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任意多个后台进程,只有前台进程才能接到像Ctrl-C这种控 制键产生的信号。

信号相对于进程的控制流 程来说是异步的，也就是说该进 程的用户空间代码执行到任何地方都有可能收到信号而终止。

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一、信号的产生方式：

       （1）通过终端按键产生信号（即组合键），但只能发给前台进程；

     

       （2）硬件异常产生信号,调用系统函数向进程发信号,这些条件由硬件检测到并通知内核,然后内核向当前进程发送适当的

                  信号。         

               （硬件异常比如：当前进程执行了除以0的指令,CPU的运算单元会产生异常,内核将这个异常解释 为SIGFPE信号发        

                  送给进程； 再比如：当前进程访问了非法内存地址,,MMU会产生异常,内核 将这个异常解释为 SIGSEGV信号发送给

                  进程）

       （3）由软件条件产生信号. 如 kill命令，kill 函数，raise 函数（自己给自己发送信号）   

               int kill（pid_t pid，int sig);

               返回值：成功-->ret==0；失败返回-1，error 被设置。（附：mykill 的实现见最后...六...）

               int raise（int sig);  //自己给自己发信号

               返回值：成功-->ret==0,  失败返回非零。

                 

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二、信号的处理方式：

      （1）忽略此信号；

      （2）执行该信号的默认处理动作；

      （3）自定义该信号的处理动作（信号捕捉）； 

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三、SIGQUIT与Core Dump

     SIGQUIT的默认处理动作是终止进程并且Core Dump,它的组合键为：Ctrl+\

     Core Dump:当一个进程要异常终止时,可以选择把进程的用户空间内存数据全部 保存到磁盘上,文件名通常是core.

 core文件的作用：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.

     

     默认是不允许产生core文件的（它的size=0）,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。指令：#ulimit -c size

  （1）改变 core 文件的大小

        

  （2）下面的代码在运行时会触发段错误，并生成 core 文件。利用该文件进行调试就会定位到错误。

                      

                       #./a.out 运行 a.out 程序（在运行时会触发段错误，并生成 core 文件：core.id）(id为进程号）

                       

                     

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四、abort函数使当前进程接收到SIGABRT信号而异常终止。

#include <stdlib.h>

void abort(void);

就像exit函数一样,abort函数总是会成功的,所以没有返回值。

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五、alarm函数 和SIGALRM信号。

#include <unistd.h>

unsigned int alarm(unsigned int seconds);

调用alarm函数可以设定一个闹钟,也就是告诉内核在seconds秒之后给当前进程发SIGALRM信号,该信号的默认处理动作是终止当前进程。

这个函数的返回值是0或者是以前（它的前一次）设定的闹钟时间还余下 的秒数

下面程序的功能：

（1）先设置闹钟时间为3s;

（2）再sleep（1）后，重新设置闹钟时间为 1s，则alarm函数的返回值为2s;

（3）count一直增加，1s后，闹钟时间到，向进程发送终止信号，进程终止。

                   

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六、自己实现 kill 函数 mykill

把a.out 程序运行起来后，在另一个终端上用  #./mykill  pid signum 终止该程序

函数main.c的代码：

函数 mykill的实现：

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