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Linux信号——信号的保存（2）

news 2025/4/17 12:02:21

关于core和term两种终止方式

core是什么？

将进程在内存中的核心数据（与调试有关）转存到磁盘中形成core,core.pid的文件。
core dump：核心转储。
core与term的区别： term只是普通的终止，而core终止方式还要形成与调试相关的文件。

为什么要有core？

一个进程异常退出了，我们想知道为什么退出，通过core 可以定位到进程为什么退出，以及执行到哪行代码退出的。总的来说协助我们进行调试。

core的使用

如何打开Linux中的core功能？

开启Linux的 core dump 功能

ulimit [选项] [限制值]

ulimit -a 显示当前 Shell 的所有资源限制设置。
ulimit -c 10240 打开，控制core文件生成大小不超过10240kb。
ulimit -c 0 关闭，控制core文件生成大小不超过0kb，即无法生成core文件。
例：用 ulimit -a 进行查看资源限制。
在这里插入图片描述
上图 core file size 是0说明关闭了core dump
ulimit -c 10240进行开启。

关于core文件协助我们进行调试
在运行程序时出现异常，产生core文件后。
gdb 文件名（进入调试模式）
core-file core 直接定位到出错代码

云服务器默认将进程core退出，进行了特定的设定，默认core是被关闭的。
为什么默认关闭核心转储功能？防止未知的core dump一直进行，产生core文件，导致服务器磁盘被打满。

信号的保存

实际执行信号的处理动作称之为信号的递达。有三种方式1.默认 2.忽略 3.自定义
信号从产生到递达之间的状态，称为信号的未决（pending）。
进程可以选择阻塞（block）某个信号。
在这里插入图片描述
如果一个信号被阻塞（屏蔽），则该信号永远不会被递达处理，除非解除阻塞。
阻塞vs忽略 区别：忽略是一种信号的递达方式，阻塞是不让指定信号递达（忽略是已读不回，阻塞是根本收不到）。

操作系统发送信号，实际上就是操作系统在目标进程中写入信号，如何写入？就是在两个位图和一个函数指针数组中写入！如下图。
在这里插入图片描述
进程的PCB结构体中有两个uint32_t的变量——block和pending，它们有32个bit位，修改相应的bit位就能记录该信号是否传入，handler是一个函数指针数组，里面存储的是信号执行的方法

关于三张位图匹配的操作

信号集数据类型——`sigset_t`

sigset_t 是 POSIX 标准中定义的一个数据类型（类似于int double float），用于表示信号集（signal set）。它本质上是一个位图结构，其中每一位对应一个特定的信号。

//定义数据类型
//仅是定义到栈上
sigset_t s;//没有将数据设置进内核中！

信号集基本操作函数

int sigemptyset(sigset_t *set);    // 初始化空信号集（不包含任何信号）
int sigfillset(sigset_t *set);     // 初始化包含所有信号的信号集

int sigaddset(sigset_t *set, int signum);    // 添加信号到信号集
int sigdelset(sigset_t *set, int signum);    // 从信号集中删除信号

int sigismember(const sigset_t *set, int signum);  // 检查信号是否在信号集中

注意：sigset_t 是不透明类型，必须使用标准函数操作，不能直接访问其内部。
例子：

//仅仅是定义到栈上，没有将数据结果设置进内核中
sigset_t s;
sigemptyset（&s）;//初始化空信号集（不包含任何信号）
sidaddset（&s,2）;// 添加2号信号到信号集

sigprocmask——操作block表

调用函数sigpromask可以读取或更改信号屏蔽字（阻塞信号集），简而言之，该函数可以检查和修改block位图。

#include <signal.h>int sigprocmask(int how, const sigset_t *set, sigset_t *oldset);

参数说明
how: 指定如何修改信号掩码，可取以下值：

关键字	作用
SIG_BLOCK	将 set 中的信号添加到当前阻塞信号集中（阻塞这些信号）相当于mask = mask\| set
SIG_UNBLOCK	从当前阻塞信号集中移除 set 中的信号（解除阻塞这些信号）相当于mask = mask &~ set
SIG_SETMASK	直接将当前阻塞信号集设置为 set（完全替换）相当于mask = set

set: 指向信号集的指针，包含要修改的信号。如果为 NULL，则 how 参数被忽略，函数仅获取当前信号掩码到 oldset。

oldset: 输出型参数，它的作用是用来保存调用前的信号屏蔽字。（oldset保存的是set设置前的那一次信号屏蔽字。）

返回值
成功时返回 0，失败时返回 -1 并设置 errno。

例子：

#include <signal.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>int main() {sigset_t new_set, old_set;// 初始化一个空的信号集sigemptyset(&new_set);// 添加 SIGINT 到信号集sigaddset(&new_set, SIGINT);// 阻塞 SIGINT 信号if (sigprocmask(SIG_BLOCK, &new_set, &old_set) == -1) {perror("sigprocmask");return 1;}printf("SIGINT is now blocked. Try Ctrl+C...\n");sleep(5);  // 在这5秒内Ctrl+C不会终止程序// 恢复原来的信号掩码if (sigprocmask(SIG_SETMASK, &old_set, NULL) == -1) {perror("sigprocmask");return 1;}printf("SIGINT is unblocked. Try Ctrl+C again...\n");sleep(5);return 0;
}

sigpending——操作pending表

#include <signal.h>int sigpending(sigset_t *set);

参数说明
set：输出型参数，指向 sigset_t 类型的指针，用于接收pending 信号集。
返回值
成功：返回 0。
失败：返回 -1，并设置 errno 。

signal——操作handler表

#include <signal.h>void (*signal(int signum, void (*handler)(int)))(int);

参数说明
signum: 要处理的信号编号（如 SIGINT、SIGTERM 等）

handler: 信号处理函数，可以是：

关键字	作用
SIG_IGN	忽略该信号
SIG_DFL	恢复默认行为
自定义函数	用户定义的信号处理函数

总结：
在这里插入图片描述

一个场景

屏蔽2号信号。
获取进程的pending位图，打印所有的pending位图，循环往复。
未来我们给目标发送2号信号——2号信号不会被递达，一直在pending位图中。
获取进程的pending位图，打印所有的pending位图，循环往复。
解除屏蔽2号信号——2号信号最终被递达。
获取进程的pending位图，打印所有的pending位图，循环往复。

例子：屏蔽二号信号

#include<iostream>
#include<signal.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/wait.h>void PrintSig(sigset_t &pending)
{std::cout << "Pending bitmap:";for(int signo = 31;signo>0;signo--){if(sigismember(&pending,signo)){std::cout << "1";}else{std::cout << "0";}}std::cout << std::endl;
}
int main()
{//1.屏蔽2号信号sigset_t block,oblock;sigemptyset(&block);sigemptyset(&oblock);    sigaddset(&block, 2);//目前所有的修改，根本没有设置进当前进程的PCB中的block位图中//1.1开始屏蔽2号信号，其实就是设置进内核中int n = sigprocmask(SIG_SETMASK, &block, &oblock);//oblock保存的是block设置前的那一次信号屏蔽字。while(true){//2.获取进程的pending位图sigset_t pending;sigemptyset(&pending);n = sigpending(&pending);//3.打印pending位图中收到的信号PrintSig(pending);sleep(1);}std::cout << "block 2 signal success"<< std::endl;return 0;
}

结果：按下ctrl+C后，信号写入pending中，但是block位图中2号信号设置屏蔽，导致程序不终止。
在这里插入图片描述

如果能将所有信号屏蔽呢？是否进程将不会被杀死？
结论：9，19号信号不允许被屏蔽，18号信号会被特殊处理。

例子：解除屏蔽2号信号

#include<iostream>
#include<signal.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/wait.h>
void handler(int signo)
{std::cout << signo << "信号被递达处理..." << std::endl;
}
void PrintSig(sigset_t &pending)
{std::cout << "Pending bitmap:";for(int signo = 31;signo>0;signo--){if(sigismember(&pending,signo)){std::cout << "1";}else{std::cout << "0";}}std::cout << std::endl;
}
int main()
{//对2号信号进行自定义捕捉——不让进程因为2号信号而终止signal(2,handler);//1.屏蔽2号信号sigset_t block,oblock;sigemptyset(&block);sigemptyset(&oblock);    sigaddset(&block, 2);//目前所有的修改，根本没有设置进当前进程的PCB中的block位图中//1.1开始屏蔽2号信号，其实就是设置进内核中int n = sigprocmask(SIG_SETMASK, &block, &oblock);//oblock保存的是block设置前的那一次信号屏蔽字。int cnt = 0;while(true){//2.获取进程的pending位图sigset_t pending;sigemptyset(&pending);n = sigpending(&pending);//3.打印pending位图中收到的信号PrintSig(pending);if(sigismember(&pending,2)){cnt++; }//4.解除对2号信号的屏蔽if(cnt == 5){std::cout<<"解除对2号信号的屏蔽"<<std::endl;n = sigprocmask(SIG_UNBLOCK,&block,&oblock);//2号信号会被递达,默认处理是终止进程cnt++;}sleep(1);}std::cout << "block 2 signal success"<< std::endl;return 0;
}

结果：在一段时间后Ctrl+c，发送二号信号，首先存储进pending位图中，5秒钟后解除对2号信号的屏蔽，这时2号信号被递达处理，之后pending位图中2号信号位被清空。
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细节：

递达信号的时候，就一定会把对应的pending位图清0.
先清0，再递达，还是先递达，再清0？
答案是先清0，再递达。

验证：

void handler(int signo)
{sigset_t pending;sigemptyset(&pending);int n = sigpending(&pending);//正在处理2号信号std::cout << "递达中...";PrintSig(pending);// 是0:递达之前，pending 2号已经被清0. 是1:pending 2号被清0一定是递达后 std::cout << signo << "信号被递达处理..." << std::endl;
}