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一.信号的概念
信号是进程之间事件异步通知的一种方式，属于软中断
告诉有这样一个信号，但是这个信号的具体处理方式以及什么时候处理由进程决定，所以是软中断。
二.信号的种类
kill —l
可以罗列出所有信号（总共定义了62个信号）
没有32,33号信号
-
非实时信号（又称非可靠信号）
特点：信号可能会丢失 1~31 -
实时信号（又称可靠信号）
特点：信号不会丢失 33~64
三.信号的产生
1.硬件产生
kill命令向进程发送信号
kill -[信号值] [pid]
ctrl +c:2号信号SIGINT
键盘按下ctrl +c结束一个进程的时候，其实是进程收到了2号信号。2号信号导致进程的退出ctrl +z:20号信号SIGTSTP
使用ctrl +z会使一个程序进入暂停状态T；ctrl +|
2.软件产生
-
kill函数
int kill(pid_t pid,int sig);
pid:进程号，要给哪个进程发送信号，则填写哪个进程的进程号
sig:要发送信号的值
-
raise
int raise(int sig);
谁调用则给谁发送信号。该函数的实现也是调用kill函数
int raise(int sig){
return kill(gitpid(),sig);
}
3.扩展：崩溃程序收到的信号
- 引用空指针，野指针，垂悬指针（收到11号信号）
- 内存访问越界（收到11号信号）
- 除0（收到8号信号）
- double free（收到6号信号）
我们在C/C++当中除零，内存越界等异常，在系统层面上，是被当成信号处理的。
四.信号的处理方式
man 7 signal 查看
1.默认处理方式
SIG_DFL：操作系统当中已经定义信号的处理方式了
2–>终止程序
11—>终止程序，并且产生核心转储文件
2.忽略处理方式
SIG_IGN：该信号为忽略处理
进程收到忽略处理信号后，不进行处理
SIGCHLD 17号信号
子进程先于父进程退出，子进程退出的时候会给父进程发送SIGCHLD，而父进程接收到这个信号后，是忽略处理的，导致父进程没有回收到子进程的退出状态信息，从而子进程变成僵尸进程。
3.自定义处理方式
程序员也可以更改信号的处理方式，定义一个函数，当进程收到该信号的时候，调用自己写的函数
五.信号的注册
一个信号收一个信号的过程叫做信号的注册
信号的注册和信号的注销不是一个过程，是两个独立的过程
内核当中信号注册位图和sigqueue 队列的了解
操作系统内部并没有将sig[] 当做数组使用，而是当做位图使用
总结:
- 信号注册时位图更改为1，添加sigqueue节点和sigqueue队列
- 信号注册时，会将信号对应的比特位从0修改为1，表示当前进程收到了该信号
- 需要在sigqueue队列中添加sigqueue节点，队列在操作系统内核中的本质是一个双向链表（先进先出
两种信号注册的区别
- 非实时信号注册
第一次注册：修改sig位图（从0到1），修改sigqueue队列
第二次注册相同信号：修改sig位图（从1到1），并不会添加sigqueue节点 - 非实时信号注册
第一次注册：修改sig位图（从0到1），修改sigqueue队列
第二次注册相同信号：修改sig位图（从1到1），添加sigqueue节点到sigqueue队列当中
六.信号的注销
-
非实时信号
将信号对应的sig位图当中的比特位由1改为0
将对应信号的sigqueue节点进行出队操作 -
实时信号
将对应的信号的sigqueue节点进行出队操作
判断sigqueue队列当中是否还有相同信号的sigqueue节点
有：则比特位不变 没有：比特位由1改为0
七.信号的自定义处理方式
程序员自己定义某一个信号的处理方式
1.实现函数
函数sighandler_t signal(int signum,sighandler_t handler);
- signum:信号值
- handler：更改为的函数处理，接收一个函数地址，函数指针
typedef void(*sighandler_t)(int);
注意：
在调用singnal函数的时候，给第二个参数传递函数地址的时候并没有调用传递的函数，而是等到进程收到某个信号的时候，才回调刚刚注册的函数。
9号信号SIGKILL（强杀）不能被自定义处理。
函数int sigaction(int signum, const struct sigaction *act,struct sigaction *oldact);
- signum:信号值
- act：将信号的处理方式改为act
- oldact：原来信号的处理方式
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<signal.h>
struct sigaction oldact;
void sigcallback(int sig)
{
printf("sig num is %d\n",sig);
sigaction(2,&oldact,NULL);
}
int main(){
//调用sigaction函数，自定义2号信号的处理方式
//定义struct sigaction 机构体对象
struct sigaction act;
act.sa_handler=sigcallback;
//将act.sa_mask内部清0，防止后续误导进程收到某些信号
sigemptyset(&act.sa_mask);
sigaction(2,&act,&oldact);
while(1){
sleep(1);
}
return 0;
}
主函数中调用sigaction将2号信号的处理方式改为调用sigcallback，在sigcallback函数中重新将2号信号处理方式改回来
现象：运行程序第一次按下crrl+c运行sigcallback函数内部代码，第二次按下结束进程
2.原理：内核中的代码
八.信号的捕捉流程
1.过程
2.信号的处理时机
当从内核态切换回用户态的时候，会调用do_signal函数处理信号
do_signal：判断当前信号是否被阻塞
有：处理该信号（信号的处理方式：默认，忽略，自定义）
没有：直接返回用户态
3.不同的处理方式
默认，忽略：直接在内核中就结束处理
自定义处理：
- 执行用户自定义的处理函数（用户空间）
- 执行
sigreturn()再次回到操作系统内核（内核空间） - 再次调用 会调回
do_signal函数处理信号 - 调用
sys_sigreturn函数回到用户态，继续执行代码
4.常见进入内核的方式
- 调用系统调用函数
- 内存访问越界，访问空指针
- 调用库函数
九.信号的阻塞
信号的阻塞并不会影响信号的注册，而是在进程收到信号的时候，由于阻塞，暂时不处理该信号
1.内核代码
struct task_struct{
.........
sigset_t blocked;(位图)
........
}
当需要阻塞一个信号的时候，将信号对应的比特位设置为1
0：不阻塞
1：阻塞
当加上信号阻塞后，理解信号的处理
- 进入内核，返回之前，会调用do_signal函数处理该信号
- 有信号要处理的时候，先判断信号是否阻塞，有阻塞则不处理，无阻塞则处理信号
2.函数接口
函数int sigprocmask(int how,sigset_t *set, sigset_t *oldset);
- how:想让
sigprocmask做什么事情
SIG_BLOCK:设置某个信号进入阻塞状态
SIG_UNBLOCK:设置某个信号进入非阻塞状态
SIG_SETMASK:用第二个参数‘set’，替换原理的阻塞位图 - set:设置新的阻塞位图
- oldset：原理老的阻塞位图
原理解析：
- 当how为SIG_BLOCK时，函数会根据set，计算新的阻塞位图方式为
block(new)=block(old) | set - 当how为SIG_UNBLOCK时
block(new)=block(old) & ~set - 当how为SIG_SETMASK时
block(new)=set
9号信号和19号信号不能被阻塞