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【Linux】信号

news 来源：原创 2025/5/6 16:21:27

信号的概念

信号的产生

键盘组合键

指令

系统调用

kill

raise

abort

硬件异常

软件条件

core dump

信号的发送

信号的保存

概念

三张表

接口

sigset_t

信号集操作函数

sigprocmask

sigpending

代码示例

信号的捕捉处理

内核态与用户态

内核空间

捕捉信号

signal

sigaction

可重入函数

volatile

SIGCHLD信号

信号的概念

前台进程

ctrl c 是2号信号

给信号设置自定义动作

键盘输入数据完成后，会通过硬件中断提醒CPU，操作系统提取对应中断号去中断向量表执行对应方法。

异步

信号的产生

键盘组合键

键盘输入完成后，给CPU对应针脚发送硬件中断，操作系统会根据中断号在中断向量表中找到对应中断方法并执行，把键盘上的数据读到内核里，识别到是组合键，就把组合键转成对应信号发送给目标进程。

指令

系统调用

kill

第一个参数是进程，第二个参数是信号

raise

谁调用你，你就对谁发送信号

abort

给自己发送6号信号。

正常来说，如果你对6号信号进行了自定义行为，那么当你接收到6号信号时，你就会做自定义行为。

但这个函数不是，它会先执行自定义行为然后中止进程。

硬件异常

除0错误会收到8号信号

野指针异常会收到11号信号

当出现除0，野指针这些错误时操作系统会给进程发送信号，这些信号的默认动作是中止进程。

操作系统怎么知道有除0错误的？

因为CPU有状态寄存器会识别并告诉操作系统

操作系统怎么知道野指针错误的？

MMU是内存管理单位，集成在CPU中。

CPU读到的虚拟地址结合页表和MMU去转化物理地址，野指针就是地址转化失败，CPU有个寄存器会保存转化失败的地址，转化失败会出现硬件报错被操作系统识别。

操作系统怎么知道你是除0错误还是野指针错误？

因为是不同的寄存器，不同的硬件报错。

上述的异常在对信号进行捕捉时会出现死循环，是因为硬件方便一直报错，无论被调度多少次，每当你带着上下文回来，操作系统就会检测到你的硬件报错。

软件条件

管道写端一直在写，但读端不读了，系统就会给写端进程发送信号关闭进程。

闹钟

返回值是上一个闹钟剩余时间。

core dump

core dump标志保存你的中止方式，是Core还是Term，Term是0，Core是1。

当前目录下生成了core文件。

打开core dump功能并且是Core行为的信号就会触发核心转储。

为什么要进行核心转储？

调试可以直接把core文件导进来，可以直接定位到出错原因。

云服务器的Core功能默认关闭，因为自动重启功能可能会导致磁盘被core文件打满。

设置大小开启

信号的发送

本质是写信号，在PCB中的位图管理。

为什么必须是操作系统发？

信号的保存

概念

三张表

pending表保存着接收的信号，这些信号还没执行对应方法。

handler表是函数指针数组，保存着信号默认方法，如果用户要自定义方法，就是用signal函数把用户提供的方法替换进来。

block表记录对应信号是否被屏蔽，1是屏蔽。

默认处理动作其实是整数，只不过被强转成函数指针类型。

接口

sigset_t

这是信号集类型，本质是位图，接下来进行信号位图交流时都要用这种类型。

信号集操作函数

sigprocmask

第一个参数

第二个参数是我们设置一个信号集去和系统的信号集交互。

第三个参数是输出型参数，我们找个地方存放老的信号集。

sigpending

输出型参数，把pending表带出来

代码示例

//测试：练习使用操作信号集的接口，以及操作block表和pending表的接口

#include <iostream>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>

using namespace std;

//捕捉后的自定义动作
void MyHandler(int signo)
{
    cout << "get signal: " << signo << endl;
}

void PrintPending(const sigset_t& pset)
{
    for(int i=31; i>=1; i--)
    {
        if(sigismember(&pset, i))
        {
            cout << "1";
        }
        else
        {
            cout << "0";
        }
    }
    cout << endl;
}

int main()
{
    //对测试信号进行自定义捕捉
    signal(2, MyHandler);

    //构建信号集
    sigset_t set, oset;
    sigemptyset(&set); //全0
    sigemptyset(&oset);
    sigaddset(&set, 2); //对2号信号置1

    //通过sigprocmask把信号集设置进内核
    sigprocmask(SIG_BLOCK, &set, &oset);

    //通过sigpending观察pending表
    int cnt = 0;
    while(1)
    {
        sigset_t pset;
        sigemptyset(&pset);
        sigpending(&pset); //获取pending表

        PrintPending(pset); //打印pending表
        sleep(1);

        if(cnt == 10) //解除阻塞
        {
            sigprocmask(SIG_SETMASK, &oset, nullptr);
        }
        cnt++;
    }

    return 0;
}