【Linux】信 相关知识点整理

信 概念

是一个软件中断，通知进程发生了某件事情，中断进程当前操作，让进程去处理这个事件。

信 有很多种：62种信 ，两大类型：可靠信 ：34~64/非可靠信 ：1~31.进程必须识别这些信 。

查看信 种类：kill -l

 kill杀死进程的原理：向进程发送信 –通知事件，让进程自己退出

信 生命周期：信 的产生—>在进程中注册—>在进程中注销—>信 的处理

信 的产生

硬件产生：ctrl+c        ctrl+|           ctrl+z

软件产生：kill -signum  pid            kill(pid, signum)          raise(signum)        abort()           alarm(nsec)

具体代码如下：

信 在进程中的注册

在进程pcb中做标记，标记进程收到了哪些信

未决(pending)：是一种状态—表示信 从产生到处理之前所处的状态。

非可靠信 注册：判断pcb中的pending位图中相应信 是否已经注册（位图是否已经置1）；若未注册，则位图修改为1，并向sigqueue链表中添加一个信 节点；若已经注册，则不作任何操作（事件丢失）。

可靠信 注册：不管信 是否已经注册，都会向链表中添加一个新的信 节点（事件不会丢失）

信 在进程中的注销

非可靠信 ：节点只有一个，注销就是删除节点，位图置0.

可靠信 ：节点可能有多个，注销就是删除一个节点，判断链表中是否还有相同信 的节点；若没有则将位图置0；否则位图不变仍然需要标记这个信 待处理。

信 的处理

信 的处理并不是立即被处理，而是选择一个合适的时机去处理信 。—->即进程的运行从内核态返回用户态的时候。

进程如何从用户态切换到内核态：发起系统调用、程序异常、中断。

程序运行的代码若是库函数或是用户自己写的函数，就说进程当前运行在用户态。

信 处理有多种方式：

• 默认处理方式：既定义好的处理方式
• 忽略处理方式：处理动作中什么都没做
• 自定义处理方式：用户自己确定信 如何处理—-自定义信 的处理函数替换原有的处理函数。

如何修改信 处理方式：

sighandler_t signal( int signum,  sighandler_t handler);

       signum：信 编 —–替换signum这个信 的处理函数

       handler：函数指针–用户传入的处理函数

              SIG_DFL：信 的默认处理动作

              SIG_IGN：信 的忽略处理动作

typedef void (*sighandler_t)(int);

在此段代码中，我们使用sigaction将信 SIGINT的处理动作替换成了我们自定义的函数sigcb，并将原处理方式保存在old_act中，当接收到信 SIGINT时，会打印信 编 ，接下来我们将信 的处理方式又还原成默认处理方式，所以当我们第二次再给一个SIGINT信 的时候，程序就可以直接退出了，运行结果如下：

自定义信 处理方式的捕捉流程

 内核如何实现信 的捕捉/strong>

如果信 的处理动作是用户自定义函数，在信 递达时就调用这个函数，这称为捕捉信 。由于信 处理函数的代码是在用户空间的，处理过程比较复杂，举例如下：用户程序注册了SIGQUIT这个信 的处理函数sigcb，当前正在执行main函数，这时发生中断或异常切换到内核态。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 SIGQUIT递达。内核决定返回用户态之后不是恢复main函数的上下文继续执行，而是执行sigcb函数，sigcb和main函数使用不用的堆栈空间，他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。sigcb函数返回后自动执行特殊的系统调用sigreturn再次进入内核态。如果没有新的信 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。

信 阻塞

阻止信 被递达——信 依然可以注册，只是暂时不处理。

注意：阻塞和忽略是不同的，只要信 被阻塞就不会递达，而忽略是在递达之后可选的一种处理动作。

在pcb中还有一个集合—-阻塞信 集合—-标记哪些信 暂时不被处理。

在上图中，pending位图中标记了一个1 信 ，和一个2 信 ，2 信 被阻塞了，但1 没有被阻塞，成功递达并处理，而2 信 没能递达。

int sigprocmask( int how,       const sigset_t *set,        sigset_t *oldset);

        how:

              SIG_BLOCK：向阻塞集合中加入set集合中的信 block = mask | set

              SIG_UNBLOCK：从阻塞集合中移除set集合中的信 block = mask & (~set) 

              SIG_SETMASK：将set集合的信 设置为阻塞集合  block = set

        oldset：用于保存修改前，阻塞集合中的信

具体代码如下：

程序运行后，所有的信 都会被阻塞，直到用户按下回车后，阻塞解除，相应信 处理。

运行结果：

在所有信 中，9 信 SIGKILL和19 信 SIGSTOP，无法被阻塞，无法被自定义，无法被忽略。

可重入函数与不可重入函数

函数的重入：多个执行流程同时执行进入相同的函数。

函数的可重入与不可重入：

可重入：多个执行流程同时执行进入相同的函数，不会造成数据二义性以及代码逻辑混乱。

不可重入：多个执行流程同时执行进入相同的函数，有可能造成数据二义性以及代码逻辑混乱。

当用户设计一个函数或使用一个函数的时候，在多个执行流中，那么这时候就需要考虑函数是否可重入情况。

如果一个函数符合以下条件之一则是不可重入的：

• 调用了malloc或free，因为malloc也是用全局链表来管理堆的。
• 调用了标准I/O库函数。标准I/O库的很多实现都以不可重入的方式使用全局数据结构。

函数可重入与不可重入的关键点：

这个函数中是否对临界资源（全局数据）进行了非原子操作。

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