信号
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一、信号的概念
一个熟悉的场景:
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用户输入命令，在Shell下启动一个前台进程
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用户按下Ctrl-C,键盘输入产生一个硬件中断
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如果CPU正在执行这个进程的代码，则该进程的用户空间代码暂停执行，CPU从 用户态切换到内核态处理硬件中断
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终端驱动程序将Ctrl-C解释成一个SIGINT信号，记在该进程的PCB中(也可以说发送一个SIGINT信号给该进程)
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当某个时刻要从内核返回到该进程的用户空间代码继续执行之前，首先处理PCB中记录的信号，发现有一个SIGINT信号待处理，而这个信号的默认处理动作是终止进程，所以直接终止进程而不再返回它的用户空间代码执行。
Ctrl-C产生的信号只能发给前台进程，该进程的用户空间代码执行到任何地方都可能收到SIGINT信号而终止，信号相对于进程的控制流程来说是异步的。
产生信号的条件主要有:
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用户在终端按下某些键时，终端驱动程序会发送信号给前台进程，如Ctrl-C产生SIGINT信号
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硬件异常产生信号，这些条件由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。
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一个进程调用kill(2)函数可以发送信号给另一个进程。
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可以用kill(1)命令发送信号给某个进程，kill(1)命令也是调用kill(2)函数实现的，如果不确定指定信号则发送SIGTERM信号，该信号的默认处理动作是终止进程。
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当内核检测到某软件条件发生时也可以通过信号通知进程，例如闹钟超时产生SIGALRM信号，向读端已关闭的管道写数据时产生SIGPIPE信号。
如果不想按默认动作处理信号，用户程序可以调用sigaction(2)函数告诉内核如果处理某种信号,可选的处理动作有一下三种:
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忽略该信号
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执行该信号的默认处理动作
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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，这种方式成为捕捉(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，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。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。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
然后写一个无限循环的程序:
#include <unistd.h>
int main(void)
{
while(1);
return 0;
}
前台运行这个程序，然后在终端键入Ctrl-C或Ctrl-\：
$ ./a.out （按Ctrl-C） $ ./a.out （按Ctrl-\）Quit(core dump) $ ls -l core -rw------- 1 akaedu akaedu 147456 2008-11-05 23:40 core
ulimit命令改变了Shell进程的Resource Limit，a.out进程的PCB由Shell进程复制而来，所以也具有Shell进程相同的Resource Limit值，这样就可以产生Core Dump了。
2、调用系统函数向进程发信号
在后台执行a.out，然后用kill命令给它发SIGSEGV信号。
$ ./a.out & [1] 7940 $ kill -SIGSEGV 7940 $ (再次回车) [1]+ Segmentation fault (core dumped) ./a.out
7940是a.out进程的id。之所以要再次回车才显示Segmentation fault，是因为在7940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后才显示。指定某种信号的kill命令可以有多种写法，上面的命令还可以写成kill -SEGV 7940或kill -11 7940,11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SIGABRT信号而异常终止。
#include <stdlib.h> void abort(void);
像exit一样，abort函数总是会成功，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
#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。这个函数的返回值是0或者是以前设定的闹钟时间还余下的秒数。如果seconds值为0，表示取消以前设定的闹钟，函数的返回值仍然是以前设定的闹钟时间还余下的秒数。
