Linux信号【产生-保存-处理】

���录

前言：

1、进程信号基本概念

1.1、什么是信号？

1.2、信号的作用

2、键盘键入

2.1、ctrl+c 终止前台进程

2.1.1、signal 注册执行动作

3、系统调用

3.1、kill 函数

3.2、模拟实现 myKill

3.3、raise 函数

3.4、abort 函数

4、软件条件信号产生（发送）的第三种方式：软件条件

4.1、alarm 设置闹钟

5、硬件异常

5.1、除 0 导致异常

5.2、状态寄存器

5.3、野指针导致异常

6.核心转储 

6.2、打开与关闭核心转储

6.3、核心转储的作用

 总结：

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前言：

在 Linux 中，进程具有独立性，进程在运行后可能 “放飞自我”，这是不利于管理的，于是需要一种约定俗成的方式来控制进程的运行，这就是 进程信号，本文将会从什么是进程信号开篇，讲述各种进程信号的产生方式及作用

正文：

1、进程信号基本概念

1.1、什么是信号？

信号 是信息传递的承载方式，一种信号往往代表着一种执行动作，比如：

• 鸡叫 => 天快亮了
• 闹钟 => 起床、完成任务
• 红绿灯 => 红灯停，绿灯行

  当然这些都是生活中的 信号，当产生这些 信号 时，我们会立马想到对应的 动作 ，这是因为 我们认识并能处理这些信号

  我们能进行处理是因为受过教育，学习了执行动作，但对进程来说，它可没有接受过九年义务教育，也不知道什么时候该干什么事

  于是程序员们给操作系统植入了一批 指令，一个指令表示一种特殊动作，而这些指令就是 信号（进程信号）

  kill -l

   

  这些就是当前系统中的 进程信号，一共 62 个，其中 1~31 号信号为 普通信号（学习目标），用于 分时操作系统；剩下的 34~64 号信号为 实时信号，用于 实时操作系统

  • 分时操作系统：根据时间片实行公平调度，适用于个人电脑
  • 实时操作系统：高响应，适合任务较少、需要快速处理的平台，比如汽车车机、火箭发射控制台

    1.2、信号的作用

    早在 《Linux进程学习【进程状态】》 我们就已经使用过 信号 了，比如：

    • kill -9 pid 终止进程运行
    • kill -19 pid 暂停进程运行
    • kill -18 pid 恢复进程运行

      就连常用的 ctrl+c 和 ctrl+d 热键本质上也是 信号

      这么多信号，其对应功能是什么呢？

      • 可以通过 man 7 signal 进行查询

        man 7 signal

         

         简单总结一下，1~31 号信号对应的功能如下（表格内容引用自 2021dragon Linux中的31个普通信号）

         

         注意： 其中的 9 号 和 19 号信号是非常特殊的，不能修改其默认动作

        1.3、信号的基本认知

        进程信号由 信号编号 + 执行动作 构成，一个信号对应一种动作，对于进程来说，动作无非就这几种：终止进程、暂停进程、恢复进程，3 个信号就够用了啊，为什么要搞这么多信号？

        • 创造信号的目的不只是控制进程，还要便于管理进程，进程的终止原因有很多种，如果一概而论的话，对于问题分析是非常不友好的，所以才会将信号细分化，搞出这么多信号，目的就是为了方便定位、分析、解决问题
        • 并且 普通信号 就 31 个，这就是意味着所有普通信号都可以存储在一个 int 中，表示是否收到该信号（信号的保存）

          所以信号被细化了，不同的信号对应不同的执行动作，虽然大部分最终都是终止进程

          进程的执行动作是可修改的，默认为系统预设的 默认动作

          1. 默认动作
          2. 忽略
          3. 自定义动作

          所以我们可以 更改信号的执行动作（后面会专门讲信号处理相关内容）

          信号有这么多个，并且多个进程可以同时产生多个信号，操作系统为了管理，先描述、再组织，在 PCB 中增加了 信号相关的数据结构：signal_struct，在这个结构体中，必然存在一个 位图结构 uint32_t signals 存储 1~31 号信号的有无信息

           

          //信号结构体源码（部分）struct signal_struct {atomic_tsigcnt;atomic_tlive;intnr_threads;wait_queue_head_twait_chldexit;/* for wait4() *//* current thread group signal load-balancing target: */struct task_struct*curr_target;/* shared signal handling: */struct sigpendingshared_pending;/* thread group exit support */intgroup_exit_code;/* overloaded: * - notify group_exit_task when ->count is equal to notify_count * - everyone except group_exit_task is stopped during signal delivery *   of fatal signals, group_exit_task processes the signal. */intnotify_count;struct task_struct*group_exit_task;/* thread group stop support, overloads group_exit_code too */intgroup_stop_count;unsigned intflags; /* see SIGNAL_* flags below *//* * PR_SET_CHILD_SUBREAPER marks a process, like a service * manager, to re-parent orphan (double-forking) child processes * to this process instead of 'init'. The service manager is * able to receive SIGCHLD signals and is able to investigate * the process until it calls wait(). All children of this * process will inherit a flag if they should look for a * child_subreaper process at exit. */unsigned intis_child_subreaper:1;unsigned inthas_child_subreaper:1;//……};

          1.信号是执行的动作的信息载体，程序员在设计进程的时候，早就已经设计了其对信号的识别能力

          2.信号对于进程来说是异步的，随时可能产生，如果信号产生时，进程在处理优先级更高的事情，那么信号就不能被立即处理，此时进程需要保存信号，后续再处理

          3.进程可以将 多个信号 或 还未处理 的信号存储在 signal_struct 这个结构体中，具体信号编号，存储在 uint32_t signals 这个位图结构中

          4.所谓的 “发送” 信号，其实就是写入信号，修改进程中位图结构中对应的比特位，由 0 置为 1，表示该信号产生了

          5.signal_struct 属于内核数据结构，只能由 操作系统 进行同一修改，无论信号是如何产生的，最终都需要借助 操作系统 进行发送

          6.信号并不是立即处理的，它会在合适的时间段进行统一处理

           

          本文讲解的就是 信号产生 部分相关知识，下面正式开始学习 信号产生 

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          2、键盘键入

          信号产生（发送）的第一种方式：键盘键入

          通俗来说就是命令行操作

          2.1、ctrl+c 终止前台进程

          系统卡***遇到过吧？程序***循环遇到过吧？这些都是比较常见的问题，当发生这些问题时，我们可以通过 键盘键入 ctrl + c 发出 2号信号终止前台进程的运行

           下面是一段***循环代码：

          #include #include using namespace std;int main(){    while(true)    {        cout