第六章学习笔记

一、学习笔记

1.信号和中断

信号：发给进程的请求，将进程从正常执行转移到中断处理。
中断：是从I/O设备或协处理器发送到CPU的外部请求，它将CPU从正常执行转移到中断处理。
终端主要有以下几种类型

• 人员中断
• 进程中断
• 硬件中断
• 进程的陷阱错误

2.Unix/Linux信号

（1）按Ctrl+C组合键通常会导致当前运行的进程终止。原因如下：Ctrl+C组合键会生成一个键盘硬件中断。键盘中断处理程序将Ctrl+C组合键转换为SIGINT(2)信号，发送给终端上的所有进程，并唤醒等待键盘输入的进程。在内核模式下,每个进程都要检查和处理未完成的信号。进程对大多数信号的默认操作是调用内核的kexit(exitValue)函数来终止。在Linux中，exitValue的低位字节是导致进程终止的信号编号。
（2）用户可使用nohup a.out &命令在后台运行一个程序。即使在用户退出后，进程仍将继续运行。
（3）用户再次登录时也许会发现(通过ps-u LTD)后台进程仍在运行。用户可以使用sh命令kill pid (or kill -s 9 pid)杀死该进程。

3.Unix/Linux信号处理

Unix/Linux支持31种不同的信号，每种信号在signal.h文件中都有定义
信号的来源有如下三种：

• 来自硬件中断的信号：在进程执行过程中，一些硬件中断被转换为信号发送给进程。
• 来自异常的信号：当用户模式下的进程遇到异常时，会陷入内核模式，生成一个信号，并发送给自己。
• 来自其他进程的信号：进程可使用kill(pid, sig)系统调用向pid标识的目标进程发送信号。

#define SIGHUP 
#define SIGINT 
#define SIGQUIT #define SIGILL 
#define SIGTRAP #define SIGABRT #define SIGIOT 
#define SIGBUS 
#define SIGFPE 
#define SIGKILL 
#define SIGUSRl 
#define SIGSEGV 
#define SIGUSR2 
#define SIGPIPE 
#define SIGALRM 
#define SIGTERM 
#define SIGSTKFLT 
#define SIGCHLD 
#define SIGCONT 
#define SIGSTOP 
#define SIGTSTP 
#define SIGTTIN 
#define SIGTTOU 
#define SIGURG 
#define SIGXCPU 
#define SIGXFSZ 
#define SIGVTALRM 
#define SIGPROF 
#define SIGWINCH 
#define SIGPOLL 
#define SIGPWR 
#define SIGSYS 

4.信号的来源

1. 来自硬件中断的信号：在进程执行过程中，一些硬件中断被转换为信号发送给进程。
2. 来自异常的信号：当用户模式下的进程遇到异常时，会陷入内核模式，生成一个信号，并发送给自己。常见的陷阱信号有SIGFPE (8), 表示浮点异常（除以 0), 最常见也是最可怕的是SIGSEGV (11), 表示段错误 等等
3. 来自其他进程的信号：进程可使用kill(pid, sig)系统调用向pid标识的目标进程发送信号

每个进程PROC都有一个信号处理数组int sig[32]。sig[32]数组的每个条目都指定了如何处理相应的信号，其中0表示DEFault (默认)，1表示IGNore (忽略)，其他非零值表示用户模式下预先安装的信号捕捉(处理)函数。

5.信号与异常

1. 作为进程异常的统一处理方法：当进程遇到异常时，它会陷入内核模式，将陷阱原因 转换为信号编号，并将信号发送给自己。如果在内核模式下发生异常，内核只打印一 条PANIC错误消息，然后就停止了。如果在用户模式下发生异常，则进程通常会终 止，并以内存转储进行调试。
2. 让进程通过预先安装的信号捕捉函数处理用户模式下的程序错误。这类似于MVS [IBM MVS]中的 ESPIE 宏。
3. 在特殊情况下，它会让某个进程通过信号杀死另一个进程。注意，这里所说的杀死并 不是直接杀死某个进程.而只是向目标进程发出“死亡”请求 为什么我们不直接杀 死某个进程呢？(提示：瑞士银行有大量无人认领的匿名账户。)

6.Linux中的IPC

IPC是指用于进程间通信的机制。在Linux中，IPC包含以下组成部分：
（1）管道和FIFO
一个管道有一个读取端和一个写入端。管道的主要用途是连接一对管道写进程和读进程。管道写进程可将数据写入管道，读进程可从管道中读取数据。管道控制机制要对管道读写操作进行同步控制。未命名管道供相关进程 使用，命名管道是FIFO的，可供不相关进程使用。在Linux中的管道读取操作为同步和阻塞。如果管道仍有写进程但没有数据，读进程会进行等待。
（2）信号
进程可使用kill系统调用向其他进程发送信号.其他进程使用信号捕捉函数处理信号，将信号用作IPC的一个主要缺点是信号只是用作通知，不含任何信息内容。
（3）System V IPC
包括共享内存、信号址和消息队列。在Linux中，多种 System V 1PC函数，例如用于添加/移除共享内存的shmat/shmdt、用于获取/操作信号反的semget/semop和用于发送/接收消息的msgsnd/msgrcv,都是库包装函数，它们都会向 Linux内核发出一个ipc()系统调用。ipc()的实现是Linux所特有的，不可移植。
（4）POSIX消息队列
（5）线程同步机制
进程是共享某些公共资源的线程。如果是使用有共享地址空间的clone()系统调用创建的进程，它们可使用互斥量和条件变量通过共享内存进行同步通信。另外，常规进程可添加到共享内存，使它们可作为线程进行同步。
（6）套接字
用于跨网络进程通信的IPC机制。

二、问题与解决思路

运行书上代码：sigaction

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <string.h>

void handler(int sig, siginfo_t *siginfo, void *context)
{
    printf("handler: sig=%d from PID=%d UID=%d\n",sig, siginfo->si_pid, siginfo->si_uid);
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    struct sigaction act;
    memset(&act, 0, sizeof(act));
    act.sa_sigaction = &handler;
    act.sa_flags = SA_SIGINFO;
    sigaction(SIGTERM, &act, NULL);
    printf("proc PID=%d looping\n");
    printf ("enter kill PID to send SIGTERM signal to it\n", getpid());
    while(1)
    {
      sleep (10);
    }
}

运行结果如下

三、学习感悟

使用ps-u查找循环进程pid。然后 输入sh命令

kill -s 11 pid