Linux系统编程入门--信号详解--适合零基础小白！！！-优快云博客

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目录

信号的基本结论

信号的概念

信号处理

信号产生

信号的发送

系统调用

模拟实现kill命令

软件条件

设置闹钟

异常

Core && Term

_信号保存

信号集：sigset_t

操作函数

三张信号表

_信号处理

系统调用

_重入函数

volatile关键字

重谈进程等待

信号处理过程中的三张位图表：block,pending,handler
信号的基本结论
- 信号在OS中随时都可能产生！
- 进程要认识这个信号
- 进程知道信号产生了，该如何处理？
- 进程可能正在做着更重要的事情，把到来的信号暂不处理。
  - 进程记得这个信号
  - 进程在合适的时候会去处理这个信号
信号的概念
- Linux系统提供的一种，向指定进程发送特定事件的方式
- 信号产生是异步的
信号处理
- a.默认动作：终止自己，暂停，忽略...
- b.忽略动作
- c.自定义处理---信号的捕捉
  - 对信号的自定义捕捉，我们只需要捕捉一次，后续一直有效
  - signal：当进程收到sig信号时，会使用handler方法
  - 忽略一个信号 :在signal的第二个参数传递一个宏:SIG_IGN,使用默认的:SIG_DFL
信号产生
- 信号的发送
  - 修改指定进程pcb中的信号的指定位图，0->1，写信号
  - 键盘可以产生信号
- 本质是OS更改pcb中的状态(位图)
- 系统调用
  - kill：
    - 系统调用的kill
      - kill -l :查询信号种类
  - 模拟实现kill命令
  - raise函数：
  - 作用：给当前进程发送sig号信号
  - abort函数：
  - 作用：终止进程，向调用进程发送6号信号
  - - 不接受信号的自定义捕获的宏
- 软件条件
  - 设置闹钟
    - alarm:
    - seconds秒后OS发送14号信号
    - OS要对闹钟进行管理：先描述在组织
      - struct alarm{}
      - 被大小堆管理
  - IO很慢
  - alarm(0)表示：取消闹钟，alarm的返回值是上一个闹钟的剩余时间
  - 闹钟默认只触发一次！
- 异常
  - 1.SIGFPE---8号信号
  - 2.SIGSEGV---11号信号---段错误---越界
    - 页表转换失败！
  - 再谈cpu
    - cpu是如何得知运算是正常的还是异常的？
- Core && Term
  - Core：让进程异常终止，但是会形成一个debug信息
    - debug信息：形成一个core文件--->存储的是进程退出的时候的镜像数据----核心转储
  - Term：让进程异常终止
_信号保存
- 进程可以选择阻塞某个信号
  - 阻塞一个信号，那么对应的信号一旦产生，永不递达，直到主动解除阻塞！
- 信号集：sigset_t
  - 操作函数
    - 1.sigprocmask函数：
    - 作用：修改进程内核的block表！
    - - 第一个参数
        SIG_BLOCK
        
        SIG_UNBLOCK
        
        SIG_SETMASK
      - 第三个参数：给用户返回一张原有的位图表
      - 解除屏蔽后，一般会立即处理当前被接触的信号(如果被pending)!!
      - pending位图是在执行handler方法之前就被清零了！！
    - sigpending函数：
    - 作用：获取当前进程的pending位图
    - 清空输入的set位图
    - 增加指定信号到set信号集中
    - 判断一个信号在不在一个信号集中
  - 三张信号表
    - 阻塞表:block
    - 递达表:pending
    - 信号处理表：handler
_信号处理
- 信号的捕捉：要经历4次状态的切换！在内核态切换回用户态的时候，会检测信号的状态
- _地址空间
  - 不同进程之间共享一份内核级页表--->【3，4】GB
- _键盘输入数据的过程
  - 按下键盘产生中断信号，通过某种硬件被cpu读取到，转而由cpu向OS中的中断向量表中(函数指针数组)中下标访问键盘方法！！
- 内核态-->用户态之间的切换
  - 2者相互隔开的！用户态[0,3]GB,内核【3，4】GB，二者互不干扰（是由CPU保证的！）
  - 程序运行从用户态切换到内核态的操作：中断/异常/系统调用
- 系统调用
  - 对特定信号进行捕捉
  - - 可以查阅man手册-->sigaction-->struct sigation结构体
- 正在处理被捕捉的特定的信号时，该信号种类将会被OS屏蔽，直到本次特定的信号处理结束！
- 如果想要同时屏蔽多个信号，可以通过sigaddset设置进mask中
_重入函数
- _可重入函数
- _不可重入函数
  - 大部分函数都不是可重入函数！
volatile关键字
- 编译器的优化级别: O0 O1 O2 O3
  - 当开启优化等级时，CPU寄存器会隐藏内存中的真实值 (就不会每次都去内存中拿值)
- volatile关键字：修饰变量，让代码无视优化，保证内存的可见性 ---->volatile int a = 0;
重谈进程等待
- 子进程退出的同时会发送SIGCHLD---17号信号
- 既然子进程退出会发送信号，那么以后就不用在main函数的父进程代码中去等待子进程了，可以通过signal捕捉信号，通过handler方法去等待子进程，waitpid(-1,nullptr,0);如果多个子进程同时退出，那么就需要通过循环去不断的等待对应的子进程。
- 通过 signal(SIGCHLD,SIG_IGN):自动回收子进程！
信号处理过程中的三张位图表：block,pending,handler
- _block
  - 判断某个信号是否为阻塞状态，是为1，否为0，注意！如果信号被阻塞，仍然可以被添加进pending表中！！
- _pending
  - pending集合代表的是该信号是否产生了，如果对应的比特位为1，代表着该信号已经产生，如果此时该信号未被阻塞，那么就会在合适的时候对该信号进行处理。（这个合适的时候就是当进程从内核态转化为用户态的时候）。处理的方式就是对应handler表中的方式
- _handler
  - handler集合代表着该信号的处理方式，处理方式有三种，如下：
  - 忽略一个信号 :在signal的第二个参数传递一个宏:SIG_IGN,使用默认的:SIG_DFL