摘要

今天这张说一下信号的一部分知识

目录

摘要

一、信号

1、生活角度的信号

2、技术应用角度的信号

3、注意

4、用kill -l命令可以察看系统定义的信号列表

5、信号处理常见方式概览

二、产生信号

1、通过终端按键产生信号

2、调用系统函数向进程发信号

3、由软件条件产生信号

4、硬件异常产生信号

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一、信号

1、生活角度的信号

从生活的角度来理解信号，我们可以将其视为日常生活中无处不在的提示、指引和信息传递。这些信号可能来自他人、环境、自身感受，甚至是科技设备，它们以不同的方式影响着我们的决策、行为和感受。

在日常生活中，我们不断地接收和解读来自他人的信号。这些信号可能是言语上的，比如朋友的一句问候或家人的关心；也可能是非言语的，比如一个眼神、一个手势或一个微笑。这些信号帮助我们理解他人的情感、需求和意图，从而建立和维护人际关系。

同时，环境也在向我们发送信号。比如，早晨的阳光透过窗户，告诉我们新的一天开始了；傍晚的微风和落日，则预示着一天的结束。季节的变化、天气的转换、自然界的声响和色彩，都在向我们传递着关于环境的信息，帮助我们适应并与之和谐相处。

此外，我们自己的身体也在向我们发送信号。这些信号可能是生理上的，比如饥饿感或疲劳感，提醒我们需要进食或休息；也可能是心理上的，比如焦虑或喜悦的情绪，反映着我们内心的状态。通过关注和理解这些身体信号，我们可以更好地照顾自己，保持身心健康。

最后，现代科技设备也在不断地向我们发送信号。手机的震动、电脑的提示音、智能手表的提醒等，都在告诉我们有新的信息或任务需要处理。这些科技信号使我们的生活更加便捷和高效，但同时也需要我们保持一定的警觉和判断力，以免被过多的信息干扰。

综上所述，从生活的角度来理解信号，就是要学会观察和解读来自不同来源的信息和提示。通过关注和理解这些信号，我们可以更好地与他人交往、适应环境、照顾自己，以及利用科技设备提升生活质量。

2、技术应用角度的信号

用户输入命令,在Shell下启动一个前台进程。用户按下Ctrl+C ,这个键盘输入产生一个硬件中断，被OS获取，解释成信号，发送给目标前台进程，前台进程因为收到信号，进而引起进程退出。

我们这里就是创建了一个文件一直输出hello，然后用ctr+c停止，如下图所示

3、注意

这里有三点需要注意

1、Ctrl-C 产生的信号只能发给前台进程。一个命令后面加个&可以放到后台运行,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。
2、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到像 Ctrl-C 这种控制键产生的信号。
3、前台进程在运行过程中用户随时可能按下 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有可能收到 SIGINT 信号而终止,所以信号相对于进程的控制流程来说是异步(Asynchronous)的。

信号是进程之间事件异步通知的一种方式，属于软中断

4、用kill -l命令可以察看系统定义的信号列表

如下图所示每个信号都有一个编号和一个宏定义名称,这些宏定义可以在signal.h中找到,例如其中有定 义 #define SIGINT 2编号34以上的是实时信号,本章只讨论编号34以下的信号,不讨论实时信号。这些信号各自在什么条件下产生,默认的处理动作是什么,在signal(7)中都有详细说明: man 7 signal

5、信号处理常见方式概览

有下方三个方式

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(Catch)一个信号。

二、产生信号

1、通过终端按键产生信号

SIGINT的默认处理动作是终止进程,SIGQUIT的默认处理动作是终止进程并且Core Dump,现在我们来验证一下。
Core Dump
首先解释什么是Core Dump。当一个进程要异常终止时,可以选择把进程的用户空间内存数据全部 保存到磁盘上,文件名通常是core,这叫做Core Dump。进程异常终止通常是因为有Bug,比如非法内存访问导致段错误,事后可以用调试器检查core文件以查清错误原因,这叫做Post-mortem Debug（事后调试）。一个进程允许产生多大的core文件取决于进程的Resource Limit(这个信息保存 在PCB中)。默认是不允许产生core文件的，因为core文件中可能包含用户密码等敏感信息,不安全。在开发调试阶段可以用ulimit命令改变这个限制,允许产生core文件。 首先用ulimit命令改变Shell进程的Resource Limit,允许core文件最大为1024K: $ ulimit -c 1024

那么什么是Linux信号？

本质是一种通知机制，用户或者操作系统通过发送一定的信号，通知进程，某些时间已经发生，你可以在后续处理

2、调用系统函数向进程发信号

17905是test进程的id。之所以要再次回车才显示 Segmentation fault ,是因为在4568进程终止掉 之前已经回到了Shell提示符等待用户输入下一条命令,Shell不希望Segmentation fault信息和用 户的输入交错在一起,所以等用户输入命令之后才显示。

指定发送某种信号的kill命令可以有多种写法,上面的命令还可以写成 kill -SIGSEGV 4568 或 kill -11，17905, 11是信号SIGSEGV的编号。以往遇 到的段错误都是由非法内存访问产生的,而这个程序本身没错,给它发SIGSEGV也能产生段错误。

kill命令是调用kill函数实现的。kill函数可以给一个指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(自己给自己发信号) 

#include <signal.h>
int kill(pid_t pid, int signo);
int raise(int signo);
这两个函数都是成功返回0,错误返回-1。

abort函数使当前进程接收到信号而异常终止

#include <stdlib.h>
void abort(void);
就像exit函数一样,abort函数总是会成功的,所以没有返回值。 

3、由软件条件产生信号

SIGPIPE是一种由软件条件产生的信号,在“管道”中已经介绍过了。本节主要介绍alarm函数 和SIGALRM信号。

#include <unistd.h>
unsigned int alarm(unsigned int seconds);
调用alarm函数可以设定一个闹钟,也就是告诉内核在seconds秒之后给当前进程发SIGALRM信号, 该信号的默认处理动
作是终止当前进程

4、硬件异常产生信号

硬件异常被硬件以某种方式被硬件检测到并通知内核,然后内核向当前进程发送适当的信号。例如当前进程执行了除以0的指令,CPU的运算单元会产生异常,内核将这个异常解释 为SIGFPE信号发送给进程。再比如当前进程访问了非法内存地址,,MMU会产生异常,内核将这个异常解释为SIGSEGV信号发送给进程。

所以如何理解组合键变成信号呢/

键盘工作方式是通过中断方式进行的，当然也能够识别组合键ctrl+c，os解释组合键->查找进程列别->前台运行的进程->os写入对饮的信号到进程内部的