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信号的概念：

信号表的继承：

信号的分类与编号：

特殊的信号：

信号的产生：

1.键盘输入：

2.系统调用：

3.异常或硬件错误：

4.总结：

信号的处理：

1.进程如何得知收到的是哪个信号？

2.进程处理信号的方式：

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信号的概念：

• 信号是进程间通信的一种异步通知机制，用于向目标进程发送通知。

• 信号的处理是异步的，意味着信号可以在任何时候产生，而进程会在适当时机对信号作出处理。

异步（Asynchronous）是指在编程或系统设计中，任务的执行不需要立即等待其他任务完成，而是可以在不阻塞的情况下继续进行。

信号表的继承：

• 每个进程都有一张信号表，本质是一个函数指针数组，数组的下标就对应每一个信号。

• 当使用fork()系统调用创建子进程时，子进程会复制父进程的信号处理表。这意味着父进程如何处理信号，子进程刚被创建时也会如何处理信号。

• 当一个进程通过 exec() 系列函数进程程序替换时，信号表中的自定义处理方式会恢复为默认处理方式（操作系统定义的默认行为）。

信号的分类与编号：

• 系统内置了多种信号，每种信号有特定编号。

• 信号在是线上是以宏的方式实现的，所以使用信号，可以通过信号的宏名也可以通过信号的值。

• 使用 kill -l 可以查看当前系统支持的所有信号。

• 使用man 7 signal查看信号详细介绍。

• 信号分为两类：普通信号（1~31）和实时信号（34~64）。

特殊的信号：

• 没有 0 号信号，0 常用于表示进程的正常退出。

• 32 和 33 号信号是为操作系统内部保留的，用户进程不会使用这些信号。

• 9 号信号 (SIGKILL) 不能被进程捕获或忽略，确保进程可以被强制终止。

信号的产生：

• 信号可以通过软件、硬件、或者组合键产生。

1.键盘输入：

• 通过键盘组合键可以产生信号：键盘被按下后，会向 CPU 发送中断，CPU读取到键盘的数据为组合键后，形成具体的按键事件，这个事件包含处理的逻辑，比如发送信号给前台进程。

2.系统调用：

• 通过 int kill(pid_t pid, int sig); 系统调用可以向任意进程发送任意信号。

• 通过 int raise(int sig); 函数用于给自身发送任意信号。

• 通过 void abort(void); 会给自身发送 SIGABRT 信号，6号信号，用于强终止进程，即使使用signal重写了信号的处理方法，进程也会被强制结束。

3.异常或硬件错误：

• 当出现如段错误或非法指令时，系统会向进程发送相应的信号（如 SIGSEGV），终止进程并清理上下文。

4.总结：

• 信号的产生方式有很多种，但是信号只能由操作系统发送，进程的管理者OS才有资格修改进程pcb中位图的权限。

信号的处理：

1.进程如何得知收到的是哪个信号？

• 操作系统中的信号机制类似于软件中的“中断”，当进程收到信号时，操作系统并不会立刻打断进程的执行，它会通过进程的pid查找到该进程的PCB，通过修改进程控制块（PCB）中的一个位图来记录信号，并在进程准备好时再处理这些信号。

• 在进程的PCB中，通常会包含一个信号位图字段（如uint32_t），用于表示进程当前接收到的信号状态。每一位代表一个特定的信号。

• 位图中的每个比特位表示一个信号的状态。如果某个信号被发送到进程，则对应信号的比特位被置为1。

• 位图中的比特位数通常比系统支持的信号数量多出1位，因为信号编号从1开始（位图的第0位通常不用）。

2.进程处理信号的方式：

• 信号有三种处理方式：默认处理，忽略，自定义处理。

• 自定义信号处理时，signal函数并不会“截获”信号再调用自定义处理函数，而是直接修改信号表中对应信号的处理函数指针，使得该信号到达时调用自定义的处理函数。

• 具体来说，操作系统提供的函数，如 signal(int signum, sighandler_t handler);或 sigaction()，允许进程修改信号表，将默认的信号处理函数替换为自定义的处理函数。