2. 产生信号

2.1. 通过终端按键产生信号

上一节讲过,SIGINT的默认处理动作是终止进程,SIGQUIT的默认处理动作是终止进程并且Core Dump,现在我们来验证一下。

首先解释什么是Core Dump。当一个进程要异常终止时,可以选择把进程的用户空间内存数据全部保存到磁盘上,文件名通常是core,这叫做Core Dump。进程异常终止通常是因为有Bug,比如非法内存访问导致段错误,事后可以用调试器检查core文件以查清错误原因,这叫做Post-mortem Debug。一个进程允许产生多大的core文件取决于进程的Resource Limit(这个信息保存在PCB中)。默认是不允许产生core文件的,因为core文件中可能包含用户密码等敏感信息,不安全。在开发调试阶段可以用ulimit命令改变这个限制,允许产生core文件。

首先用ulimit命令改变Shell进程的Resource Limit,允许core文件最大为1024K:

$ ulimit -c 1024

然后写一个死循环程序:

#include <unistd.h>

int main(void)
{
	while(1);
	return 0;
}

前台运行这个程序,然后在终端键入Ctrl-C或Ctrl-\:

$ ./a.out
(按Ctrl-C)
$ ./a.out
(按Ctrl-\)Quit (core dumped)
$ ls -l core*
-rw------- 1 akaedu akaedu 147456 2008-11-05 23:40 core

ulimit命令改变了Shell进程的Resource Limit,a.out进程的PCB由Shell进程复制而来,所以也具有和Shell进程相同的Resource Limit值,这样就可以产生Core Dump了。

2.2. 调用系统函数向进程发信号

仍以上一节的死循环程序为例,首先在后台执行这个程序,然后用kill命令给它发SIGSEGV信号。

$ ./a.out &
[1] 7940
$ kill -SIGSEGV 7940
$(再次回车)
[1]+  Segmentation fault      (core dumped) ./a.out

7940是a.out进程的id。之所以要再次回车才显示Segmentation fault,是因为在7940进程终止掉之前已经回到了Shell提示符等待用户输入下一条命令,Shell不希望Segmentation fault信息和用户的输入交错在一起,所以等用户输入命令之后才显示。指定某种信号的kill命令可以有多种写法,上面的命令还可以写成kill -SEGV 7940kill -11 7940,11是信号SIGSEGV的编号。以往遇到的段错误都是由非法内存访问产生的,而这个程序本身没错,给它发SIGSEGV也能产生段错误。

kill命令是调用kill函数实现的。kill函数可以给一个指定的进程发送指定的信号。raise函数可以给当前进程发送指定的信号(自己给自己发信号)。

#include <signal.h>

int kill(pid_t pid, int signo);
int raise(int signo);

这两个函数都是成功返回0,错误返回-1。

abort函数使当前进程接收到SIGABRT信号而异常终止。

#include <stdlib.h>

void abort(void);

就像exit函数一样,abort函数总是会成功的,所以没有返回值。

2.3. 由软件条件产生信号

SIGPIPE是一种由软件条件产生的信号,在例 30.7 “管道”中已经介绍过了。本节主要介绍alarm函数和SIGALRM信号。

#include <unistd.h>

unsigned int alarm(unsigned int seconds);

调用alarm函数可以设定一个闹钟,也就是告诉内核在seconds秒之后给当前进程发SIGALRM信号,该信号的默认处理动作是终止当前进程。这个函数的返回值是0或者是以前设定的闹钟时间还余下的秒数。打个比方,某人要小睡一觉,设定闹钟为30分钟之后响,20分钟后被人吵醒了,还想多睡一会儿,于是重新设定闹钟为15分钟之后响,“以前设定的闹钟时间还余下的时间”就是10分钟。如果seconds值为0,表示取消以前设定的闹钟,函数的返回值仍然是以前设定的闹钟时间还余下的秒数。

例 33.1. alarm

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

int main(void)
{
	int counter;
	alarm(1);
	for(counter=0; 1; counter++)
		printf("counter=%d ", counter);
	return 0;
}

这个程序的作用是1秒钟之内不停地数数,1秒钟到了就被SIGALRM信号终止。