LIUNX系统编程：信号（3）

本文主要是介绍LIUNX系统编程：信号（3），希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

3.信号的处理

3.1信号是什么时候被处理的

read系统调用

3.2信号是怎样被处理的

内核态和用户态

3.3操作系统是如何运行处理信号的呢？

中断技术

什么让操作系统运行起来的

3.4捕捉信号的其他方式

编辑

demo代码

3.信号的处理

3.1信号是什么时候被处理的

信号在发送给进程之后不是立即处理的，而是等到合适的机会，在去处理信号的。

什么是合适的机会呢？

进程从内核态要切换回用户态时，会检测处理信号。

为什要内核态才能处理信号呢？

因为处理信号的时候一定会对内核数据结构做修改，就像在处理信号之前，要把pending表中信号对应的bit位置为0，然后去调用handler函数，处于用户态的时候是不允许让问内核数据的。

这里可能会有个问题，直接使用系统调用不就能对内核数据进行修改吗？还用上面说的来回切换多麻烦啊？

这是因为在执行系统调用的时候，也会切换到内核态的，举个例子。

read系统调用

1.将参数拷贝到内核

2.切换为内核态

3.在task_struct中找到文件描述符表。

4.访问0号fd的文件，将该文件的缓冲区拷贝到buffer中

5.将结果返回给用户。

6.返回用户态

信号的大致处理流程就是这样的。

但是自定义和默认处理方式流程是有区别的。

自定义处理：执行sighandler需要切换回用户态，去执行自定义的函数，然后返回内核态，内核态在返回运行结果给用户态。

默认处理：直接在内核态执行默认的sighandler函数，然后返回用户态即可。

3.2信号是怎样被处理的

内核态和用户态

进程的虚拟地址空间，分为用户区0-3g，和内核区3-4g，一共是4g。

这也就是为什么，进程总能找到操作系统，让操作系统替进程执行一些动作。

操作系统被映射到了，进程的地址空间内，经过mmu+页表将虚拟的地址转化为物理地址，就找到操作系统了。

内核级的页表只有一份，因为操作系统只有一个，操作系统的内核数据也只有一份，只需要一个内核级的页表，建立不同进程的虚拟地址到操作系统所处物理内存的映射，就可以让多个进程看到一个操作系统。

但是进程是有多个的，每个进程的数据也是不同的，这就需要不同的页表，来映射不同的进程。

3.3操作系统是如何运行处理信号的呢？

首先呢操作系统是一个功能强大的傀儡，它没有自己的思想，得有人告诉操作系统要做什，它才会去做，不然操作系统什么都不会做。

中断技术

信号技术本质就是软件中断，软件中断就是对硬件中断的模拟。

硬件中断：键盘直接连接到cpu的针脚上，当键盘输入的时候，会给对应的针脚一个高电频，cpu会拿着这个针脚的编号，去操作系统的中断向量表（函数指针数组），执行对应的函数。

软件中断：由软件产生一个中断信号，然后去操作系统的终端向量表，执行对应的函数。

重谈read方法

cs的寄存器的后两位是权限标识位。00代表是内核态，11代表用户态。

首先判断当前是不是用户态，是就把系统调用表中对应系统调用的编号放入eax寄存器中。

执行int 0x80指令陷入内核态，执行系统调用。

什么让操作系统运行起来的

操作系统是一个死循环，不断的接受其他外部的中断。

由一个硬件，向操作系统发送一个频率非常高，时间非常短的周期时钟中断，操作系统会拿着中断号去操作系统的中断向量表中，执行进程调度，内存管理，更新系统时间。。。任务。

3.4捕捉信号的其他方式

在处理信号的时候，会讲处理的信号屏蔽，防止一直接受同一个信号陷入循环。

参数：

signum是想要捕捉的信号，或者一些选项（不介绍）。

act：act是个结构体，含有一下内容。

sa_handler是想要自定处理的函数

sa_sigaction处理实时信号

sa_mask除了屏蔽当前信号，还要屏蔽哪些信号。

sa_flag是一些选项。

oldact:输出型参数，将原来信号的处理保存到oldact中。

demo代码

使用一下这个接口，屏蔽2号信号的同时屏蔽3，4，5号信号。

看下现象，运行起来的pending位图2,3,4,5的位置应该都是1。

验证

#include<signal.h>
#include<iostream>
#include<unistd.h>void print(sigset_t &pending)
{for(int i = 31; i >= 1; i--){if(sigismember(&pending,i)){std::cout<<"1";}else{std::cout<<"0";} }std::cout<<std::endl;
}void handler(int signo)
{//获取pending并打印sigset_t pending;sigemptyset(&pending);while(true){sigpending(&pending);//获取pending位图print(pending);//打印pendingsleep(1);}}int main()
{struct sigaction act,oact;act.sa_handler = handler;act.sa_flags = 0;sigemptyset(&act.sa_mask);//初始化信号集sigaddset(&act.sa_mask,3);//在信号集中添加3号信号sigaddset(&act.sa_mask,4);sigaddset(&act.sa_mask,5);sigaction(2,&act,&oact);//捕捉信号while(true)sleep(1);return 0;
}

第一次kill-2让信号被捕捉，第二次就直接被阻塞在pending位图中。