Linux--신호

1. 시그널
시그널은 비동기 이벤트가 발생했음을 프로세스에 알리는 데 사용됩니다. 커널은 내부 이벤트로 인해 프로세스에 신호를 보내 이벤트가 발생했음을 프로세스에 알릴 수도 있습니다. 신호는 발생한 이벤트를 프로세스에 알리는 데에만 사용되며 프로세스에 데이터를 전달하지 않습니다.

**시스템 정의 신호 목록을 보려면 kill-l 명령을 사용하세요

2. 신호 생성 방법
① 키보드 조합 키를 통해 신호를 포그라운드로 보냅니다( 명령 뒤에 & 추가) 실행을 위해 백그라운드로 전송 가능)

a. 신호의 기본 동작은 프로세스를 종료하는 것입니다. SIGQUIT의 기본 처리 동작은 프로세스와 코어 덤프를 종료하는 것입니다. (코어 덤프는 프로세스가 비정상적으로 종료되었을 때 프로세스의 사용자 공간을 덤프하도록 선택할 수 있습니다. 모든 메모리 데이터는 디스크에 저장됩니다. 파일 이름은 대개 코어입니다. 이를 코어 덤프라고 합니다. 일반적으로 프로그램이 버그가 있습니다. 디버거를 사용하여 코어 파일을 확인하여 오류의 원인을 찾을 수 있습니다.) 기본적으로 코어 파일에는 안전하지 않은 사용자 비밀번호가 포함될 수 있으므로 생성이 허용되지 않습니다. ulimit 명령을 사용하면 개발 및 디버깅 중에 이 제한을 변경하여 코어 파일이 생성되도록 할 수 있습니다.
ulimit -c 1024 명령 사용

ulimit 명령은 Shell 프로세스의 Resource Limit을 변경합니다. 테스트 프로세스의 PCB는 Shell 프로세스에서 복사되므로 동일한 Resource Limit 값을 갖습니다. 이런 식으로 Core Dump를 생성할 수 있습니다.
② 시스템 함수를 호출하여 프로세스에 신호를 보냅니다.

a.kill 명령은 kill 함수를 호출하여 구현됩니다. kill 함수는 지정된 프로세스에 지정된 신호를 보낼 수 있습니다(자신에게 신호 보내기).
int kill(pid_t pid, int signo);
int raise( int signo);
모두 성공 시 0을 반환하고 오류 시 -1을 반환합니다.

abort 함수는 현재 프로세스가 SIGABRT 신호를 수신하고 비정상적으로 종료되도록 합니다.
void abort(void);

exit 함수와 마찬가지로 abort 함수도 항상 성공하므로 반환 값이 없습니다.

3 소프트웨어 조건에 의해 생성된 신호

a.alarm 함수 및 SIGALRM 신호
unsigned int 알람(unsigned int 초)을 호출하면 알람 시계를 설정할 수 있습니다. 커널에 senconds 초 후에 현재 프로세스에 SIGALRM 신호를 보냅니다. 기본 동작은 현재 프로세스를 종료하는 것입니다. 함수의 반환 값은 0 또는 이전에 설정된 알람 시간의 남은 시간(초)입니다.
3. 신호 처리 방법
① 이 신호 무시

② 신호의 기본 처리 작업을 수행하고 일반적으로 프로세스를 종료합니다.

③ 신호 캡처

IV , 신호 전달 및 차단
①, 차단

신호 처리 작업의 실제 실행을 신호 전달(Delivery)이라고 하며, 신호 생성부터 전달까지의 상태를 신호 보류(Pending)라고 합니다. . 프로세스는 신호를 차단하도록 선택할 수 있습니다. 차단된 신호는 생성될 때 보류 상태로 유지되며 프로세스가 신호 차단을 해제할 때까지 전달 작업이 실행되지 않습니다. 차단과 무시는 신호가 차단되는 한 전달되지 않지만 무시는 전달 후 선택적 처리 작업입니다.
커널의 신호 표현

각 신호에는 차단 및 보류를 나타내는 두 개의 플래그 비트가 있으며 함수 포인터도 처리 작업을 나타냅니다. 신호가 생성되면 커널은 프로세스 제어 블록에서 신호의 보류 플래그를 설정하고 신호가 전달될 때까지 플래그를 지우지 않습니다.
프로세스가 신호 차단을 해제하기 전에 이 신호가 여러 번 생성된 경우 Linux 전달 전에 여러 번 생성된 일반 신호는 한 번만 계산되는 반면, 전달 전에 여러 번 생성된 실시간 신호는 순서대로 대기열에 배치될 수 있습니다. 각 신호에는 0 또는 1인 1비트의 보류 플래그만 있습니다. 이는 신호가 생성된 횟수를 기록하지 않습니다. 차단 플래그도 이러한 방식으로 표현됩니다. (공백은 상태, 보류는 존재 또는 부재를 나타냄) 보류 및 차단 플래그는 동일한 데이터 유형 sigset_t로 저장될 수 있습니다. sigset_t는 신호 세트라고 하며 차단 신호 세트는 현재 프로세스의 신호 마스크라고도 합니다. 여기서 "방패"는 무시하는 것이 아니라 차단하는 것으로 이해해야 합니다.
②, 시그널 세트 동작 함수

#include <signal.h>
int sigemptyset(sigset_t *set);//初始化对应的信号集bit位为0
int sigfillset(sigset_t *set);//初始化对象的信号集bit位为1
int sigaddset(sigset_t *set, int signo);//添加有效信号 
int sigdelset(sigset_t *set, int signo);//删除有效信号
int sigismember(const sigset_t *set, int signo);//判断一个信号集的有效信号中是否包含某种信号，包含返回1，不包含返回0。

3, sigprocmask

프로세스의 시그널 마스크 워드(차단 시그널 세트)를 읽거나 변경하려면 sigprocmask 함수를 호출하세요.
int sigprocmask(int How, const sigset_t *set, sigset_t *oset); 성공하면 0, 오류가 발생하면 -1
sigprocmask를 호출하여 현재 보류 중인 여러 신호를 차단 해제하면 sigprocmask가 반환되기 전에 적어도 하나
How 매개변수의 의미

SIG_BLOCK 세트에는 현재 신호 마스크에 추가하려는 신호가 포함되어 있으며

SIG_UNBLOCK 세트에는

SIG_SETMASK는 현재 신호 마스킹 워드를 set,

4, sigpending
int sigpending(sigset_t * set)으로 설정합니다. );
sigpending은 현재 프로세스의 보류 중인 시그널 세트를 읽고 이를 설정된 매개변수를 통해 보냅니다. 호출이 성공하면 0을 반환하고, 오류가 발생하면 -1을 반환합니다.
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프로그램 안내

아아아아

结果分析：
程序运行时,每秒钟把各信号的未决状态打印一遍,直到按Ctrl-C将会使SIGINT信号处于未决状态,
五、捕捉信号
a.内核如何实现信号的捕捉

如果信号的处理动作是用户自定义函数,在信号递达时就调用这个函数,这称为捕捉信号，处理过程如下，举例来说明
1. 用户程序注册了SIGQUIT信号的处理函数sighandler。
2. 当前正在执行main函数,这时发生中断或异常切换到内核态。
3. 在中断处理完毕后要返回用户态的main函数之前检查到有信号SIGQUIT递达。
4. 内核决定返回用户态后不是恢复main函数的上下文继续执行,而是执行sighandler函 数,sighandler和main函数使用不同的堆栈空间,它们之间不存在调用和被调用的关系,是两个独立的控制流程。
5. sighandler函数返回后自动执行特殊的系统调用sigreturn再次进入内核态。
6. 如果没有新的信号要递达,这次再返回用户态就是恢复main函数的上下文继续执行了
**（先从用户态―>内核态->返回用户态之前检查有信号递达，返回用户态处理信号->处理完成后再进入内核态->如果没有新的信号递达，返回用户态恢复上下文继续执行）
b.sigaction 
int sigaction(int signo, const struct sigaction *act, struct sigaction *oact);
sigaction函数可以读取和修改与指定信号相关联的处理动作。调用成功则返回0,出错则返回- 1
将sa_handler赋值为常数SIG_IGN传给sigaction表示忽略信号,赋值为常数SIG_DFL表示执行系统默认动作,赋值为一个函数指针表示用自定义函数捕捉信号,或者说向内核注册了一个信号处理函 数,该函数返回值为void,可以带一个int参数,通过参数可以得知当前信号的编号,这样就可以用同一个函数处理多种信号。显然,这也是一个回调函数,不是被main函数调用,而是被系统所调用。
当某个信号的处理函数被调用时,内核自动将当前信号加入进程的信号屏蔽字,当信号处理函数返回时自动恢复原来的信号屏蔽字,这样就保证了在处理某个信号时,如果这种信号再次产生,那么它会被阻塞到当前处理结束为止。 
如果在调用信号处理函数时,除了当前信号被自动屏蔽之外,还希望自动屏蔽另外一些信号,则用sa_mask字段说明这些需要额外屏蔽的信号,当信号处理函数返回时自动恢复原来的信号屏蔽字。
c.pause
int pause(void); 
pause函数使调用进程挂起直到有信号递达。如果信号的处理动作是终止进程,则进程终止,pause函数没有机会返回;如果信号的处理动作是忽略,则进程继续处于挂起状态,pause不返回;如果信号的处理动作是捕捉,则调用了信号处理函数之后pause返回-1,
用alarm和pause实现sleep(3)的函数

1 #include<stdio.h>  
 2 #include<unistd.h>  
 3 #include<signal.h>  
 4 void sig_alarm(int signo)  
 5 {  
 6        //do nothing  
 7 }  
 8 unsigned int  my_sleep(unsigned int times)  
 9 {  
 10     struct sigaction new ,old;  
 11     unsigned int unslept=0;  
 12     new.sa_handler=sig_alarm;  
 13     sigemptyset(&new.sa_mask);  
 14     sigemptyset(&old.sa_mask);  
 15     new.sa_flags=0;  
 16     sigaction(SIGALRM,&new,&old);//注册信号处理函数  
 17     alarm(times); //设置闹钟  
 18     pause();  
 19     unslept=alarm(0);//取消闹钟  
 20     sigaction(SIGALRM,&old,NULL);//恢复默认信号处理动作  
 21     return unslept;  
 22 }  
 23 int main()  
 24 {  
 25     while(1)  
 26     {  
 27         my_sleep(5);  
 28         printf("5 senconds pass\n");  
 29     }  
 30     return 0;  
 31 }

六、可重入函数 
当捕捉到信号时,不论进程的主控制流程当前执行到哪儿,都会先跳到信号处理函数中执行,从信号处理函数返回后再继续执行主控制流程。信号处理函数是一个单独的控制流程,因为它和主控制流程是异步的,二者不存在调用和被调用的关系,并且使用不同的堆栈空间。引入了信号处理函数使得一个进程具有多个控制流程,如果这些控制流程访问相同的全局资源(全局变量、硬件资源等),就有可能出现冲突。

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