linux信号---信号的产生

linux信号---信号的产生

信号的本质

   操作系统给进程发送信号，本质上是给进程的PCB中写入数据，修改相应的PCB字段，进程在合适的时间去处理所接受的信号。我们先从熟悉的场景说起：

1）用户输入一个命令，在shell下启动一个前台进程。

2）用户按下Ctrl-C，通过键盘输入产生了一个硬件中断。

3）如果CPU当前正在运行此进程的代码，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中断。

4）终端驱动程序将Ctrl-C解释为一个SIGINT信号，记在该进程的PCB中。

5）当某个时刻从内核返回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。SIGINT信号默认处理动作为终止信号，所以直接终止进程而不再返回到它的用户空间代码。

※❤ Ctrl+C所产生的信号只能发送给前台进程，如果想让其在后台运行，需要在命令后面加上&。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受到诸如Ctrl-C这样的信号，前台进程在运行过程中用户随时按下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受到SIGINT信号而被终止，因此信号相对于进程的控制流来说是异步的。

普通信号与实时信号

我们使用kill -l命令可以查看系统定义的信号列表，每个编号都有一个宏与之对应，可以在/usr/include/asm/signal.h中查看，下图中1-31为普通信号，34-64为实时信号。

实时信号: 编号为34-64，它们与常规信号有很大的不同，因为它们必须排序以便发送多个信号能被接收到。但是同种信号的常规信号并不排序，尽管Linux内核并使用实时信号，它还是通过几个特定的系统调用完全实现了POSIX标准。

linux中采用位图存储

产生信号的条件:

1）用户在终端按下某些键时，终端驱动会发送信号给前台进程，例如Ctrl-C产生的SIGINT信号、Ctrl-\产生的SIGQUIT信号、Ctrl-Z产生的SIGTSTP信号。

2）硬件异常产生的信号，这些条件由硬件检测并通知内核，然后内核向当前进程发送适当的信号。比如当前进程访问了非法内存地址，MMU（内存管理单元）会产生异常，内核将这个异常解释为SIGSEGV信号发送给进程。

3）一个进程调用kill（2）函数可以发送信号给另一个进程，可以调用kill（1）命令发送信号给某个进程，kill（1）命令也是调用kill（2）函数实现的。如果不明确指定信号，则发送SIGTERM信号，该信号的默认处理动作是终止进程，当内核检测到软件条件发生时可以通过信号通知进程。

信号处理方式:

进程一般通过3种方式处理信号

1,忽略此信号

2,执行该信号的默认处理动作

3,提供一个信号处理函数,要求内核在处理该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,这个函数称为信号捕捉函数

typedef void (*sighandler_t)(int);
sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);

参数handler：是一个函数指针，sighandler_t类型的函数指针,表示接受此信号要执行的函数的地址。也可以是  SIG_ING 代表忽略SIGINT信号 SIG_DFL代表执行系统默认操作

返回值：若成功则为指向前次信号处理程序的指针，若出错则为SIG_ERR。

  1 #include
  2 #include
  3 void myhandle()
  4 {
  5 printf("hello word !\n");
  6 }
  7 
  8 int main(){
  9  signal(2,myhandle);
 10  while(1);
 11  return 0;
 12 }                                                                                                                                                      
          

接下来我们对此程序进行改进:

  1 #include
  2 #include
  3 #include                                                                                                                                     
  4 typedef void (*sighandler_t) (int);
  5 sighandler_t _myhandle=NULL;
  6 void myhandle()
  7 {
  8 printf("hello word !\n");
  9 signal(2,_myhandle);
 10 }
 11 
 12 int main(){
 13 _myhandle = signal(2,myhandle);
 14  while(1);
 15  return 0;
 16 }

首先我们用Ctrl-C捕捉2号信号，并用_handler函数指针对象接受，在myhandler函数内，再次用Ctrl-C捕捉2号信号，并指向_handler捕捉成功，返回之前的信号处理函数，即恢复了默认处理，程序得以终止。

产生信号的方式:

1）通过终端按键产生信号（Core dump）。

2）调用系统函数向进程发送信号。

kill命令是调用kill函数实现的，kill函数可以给一个特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（自己也可以给自己发送信号）

#include  
int kill(pid_t pid, int signum); //给任意进程发送任意信号
int raise(int signo); //给自己发送任意信号

参数pid：进程号。

参数signum：信号的编号。

这两个函数都是成功返回0,错误返回1.

abort可以使当前进程接收到信号而异常终止，但是abort会认为进程不安全。

3）由软件条件产生信号

进程可以通过调用alam向它自己发送SIGALRM信号，其函数原型如下：

#include 
unsigned int alam(unsigned int secs);

参数secs：alarm函数安排内核在secs秒内发送一个SIGALRM信号给调用进程。如果secs等于0，那么不会调度新的闹钟（alarm）。

返回值：前一次闹钟剩余的秒数，若以前没有设定闹钟，则为0。