Linux 第三十一章

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核心转储

ulimit指令

信号的保存

sigset_t

sigprocmask()

动态观察指定信号的pending

sigpending

sigismember

信号的处理

sigaction

struct sigaction

信号的其他补充问题

volatile：关键字

子进程退出的时候，需要向父进程发送信号的SIGCHILD

核心转储

ulimit指令

ulimit 命令用于查看和修改当前用户的资源限制。Linux 系统中的资源限制指的是系统或进程所允许的最大资源使用量，例如 CPU 时间、文件大小、进程数等。

使用 ulimit 命令可以查看当前用户的资源限制，命令格式如下：
ulimit [选项] [参数]
常用的选项包括：* -a：显示所有资源限制。
* -c：设置或显示进程核心转储文件的大小限制。
* -f：设置或显示可创建的文件的最大大小。
* -n：设置或显示单个进程可以打开的文件描述符数量限制。
* -u：设置或显示单个用户可以拥有的最大进程数量限制。例如，要查看当前用户可以打开的最大文件描述符数量，可以使用以下命令：
ulimit -n
要将进程的最大文件大小限制设置为100MB，可以使用以下命令：
ulimit -f 100000
需要注意的是，ulimit 命令只能影响当前 shell 中的进程及其子进程，对于其他进程不会产生影响。如果需要在系统上全局修改资源限制，需要修改系统配置文件 /etc/security/limits.conf 和 /etc/sysctl.conf 等。

当一个程序出现了严重的错误（例如内存越界、除以零等），导致程序无法正常继续执行时，系统会将当前程序的内存映像保存到一个称为“核心转储文件（core dump）”的文件中，以便进行后续的调试和分析。

在 Linux 系统中，可以使用 ulimit 命令设置或显示进程核心转储文件的最大大小限制。通常情况下，系统会将核心转储文件保存在当前目录下，文件名以 core.[进程ID] 的形式命名。例如，如果进程ID是1234，则核心转储文件的文件名为 core.1234。

需要注意的是，核心转储文件可能会包含敏感数据，例如密码、私钥等，因此在进行调试时需要格外小心，确保不会泄露敏感信息。同时，在生产环境中应该关闭核心转储功能，以减少安全风险。

云服务器一般是关闭了核心转储

信号的保存

信号的处理的三种方式，我们可以使用signal(signum,handler)

1. 如果 handler 为 SIG_DFL，表示将信号的处理方式恢复为默认操作。

2. 如果 handler 为 SIG_IGN，表示忽略该信号。

3. 如果 handler 不是 SIG_DFL 或 SIG_IGN，则表示安装一个新的信号处理函数。进行自定义捕捉

忽略算不算处理了这个信号呢？已经处理该信号，结果就是忽略

信号从产生到递达之间的状态,称为信号未决(Pending)。

信号写入到位图时，叫做信号未决

进程可以选择阻塞 (Block )某个信号。

被阻塞的信号产生时将保持在未决状态,直到进程解除对此信号的阻塞,才执行递达的动作.

未决之后，暂时不进行递达，直到解除对信号的阻塞

注意,阻塞和忽略是不同的,只要信号被阻塞就不会递达,而忽略是在递达之后可选的一种处理动作

进程PCB有三个字段和信号相关

pending：未决位图表

handler：对应信号的处理方法，是一个函数指针数组，数组的内容就是对应的信号处理方法

block：信号阻塞表

比特位的位置：表示信号编号

信号解除阻塞时，将立即信号抵达

sigset_t

sigset_t 是一个数据类型，用于表示信号集。sigset_t 是一个位向量，每个位对应一个可能的信号编号。使用 sigset_t 可以方便地管理和操作信号集合。

sigset_t 数据类型通常作为函数参数或返回值，用于设置和获取进程的信号阻塞集合、修改信号处理函数的行为等。

以下是一些常用的与 sigset_t 相关的函数：

1. sigemptyset()：将信号集清空，即将所有信号位设为 0。

2. sigfillset()：将信号集填满，即将所有信号位设为 1。

3. sigaddset()：向信号集中添加指定的信号。

4. sigdelset()：从信号集中删除指定的信号。

5. sigismember()：检查指定的信号是否在信号集中。

6. sigprocmask()：用于设置或获取进程的信号阻塞集合。可以阻塞或解除阻塞指定的信号。

sigprocmask()

sigprocmask() 函数用于获取或设置进程的信号阻塞集合。信号阻塞集合是一组信号，在阻塞期间不会递送给进程。

该函数的原型如下：
int sigprocmask(int how, const sigset_t *set, sigset_t *oldset);
sigprocmask() 函数有三个参数：* how：表示要进行何种方式的操作，可选值为 SIG_BLOCK、SIG_UNBLOCK 和 SIG_SETMASK。* SIG_BLOCK：将 set 指向的信号集中的信号添加到进程的信号阻塞集合中。* SIG_UNBLOCK：将 set 指向的信号集中的信号从进程的信号阻塞集合中移除。* SIG_SETMASK：将进程的信号阻塞集合替换为 set 指向的信号集。
* set：指向一个信号集，包含要添加或删除的信号。
* oldset：指向一个信号集，用于保存原来的信号阻塞集合。如果该参数为 NULL，则表示不需要保存原来的信号阻塞集合。
sigprocmask() 函数返回值为 0 表示成功，返回值为 -1 表示出现错误
SIG_BLOCK 用于向当前的信号阻塞集合中添加新的信号，而 SIG_SETMASK 用于完全替换当前的信号阻塞集合为新的信号集。

如果我们把该进程0-31信号全部在block表中设置为阻塞，我们还能够杀死该进程吗
#include<iostream>
#include<unistd.h>
#include<signal.h>
using namespace std;
int main(){cout<<getpid()<<endl;sigset_t block;sigset_t oblock;sigemptyset(&block);sigemptyset(&oblock);int signo=1;for(;signo<=31;signo++)sigaddset(&block,signo);//在这里设置了对1-31号信号的屏蔽吗？没有,只是对这个block变量进行操作sigprocmask(SIG_SETMASK,&block,&oblock);//这一步才是对1-31号信号进行屏蔽while(1){cout<<"信号已经被屏蔽，你无法处理我"<<endl;sleep(1);}}
我们可以发现，尽管我们把1-31号信号在该进程全部在block中设置成阻塞，我们向该进程发送其他终止信号时，都不会终止该进程，但是我们发送9号信号时，仍然可以终止该进程，说明9号信号不会被我们设置成阻塞就影响（19信号也可以），9号信号可以称为管理员信号

动态观察指定信号的pending

因为，OS处理信号非常的快，我们不容易看出pending的变化，但我们可以让指定信号先阻塞，然后去观察

sigpending

sigpending 是一个函数，用于获取当前被阻塞但是已经产生的信号集合。这个函数可以帮助程序判断哪些信号在阻塞状态下已经产生，但是还未被处理。

下面是 sigpending 函数的原型：
int sigpending(sigset_t *set);
sigpending 函数接受一个指向 sigset_t 类型的指针作为参数，
该参数用于存储当前被阻塞但已经产生的信号集合。
调用 sigpending 函数将阻塞的信号集合存储到传入的 set 指针所指向的位置。如果有任何被阻塞的信号已经产生，它们会在 set 中被设置为相应的位。

sigismember

sigismember 是一个函数，用于检查一个给定的信号是否已经设置在某个信号集中。

下面是 sigismember 函数的原型：
int sigismember(const sigset_t *set, int signum);
sigismember 函数接受两个参数：指向 sigset_t 类型的指针和一个整数参数 signum。
它会检查 signum 是否已经被设置在信号集合 set 中，并返回 1（表示是）或 0（表示否）。
事例
#include<iostream>
#include<unistd.h>
#include<signal.h>
using namespace std;void handler(int signum)
{cout<<signum<<getpid()<<endl;//exit(0);
}
void printpending(const sigset_t& pending )
{for(int signo=31;signo>0;signo--){if(sigismember(&pending,signo)){cout<<"1";}else{cout<<"0";}}cout<<endl;
}int main()
{signal(2,handler);cout<<getpid()<<endl;//1.屏蔽2号信号sigset_t block;sigset_t oblock;sigemptyset(&block);    sigemptyset(&oblock);sigaddset(&block,2);//在这里设置了对2号信号的屏蔽吗？没有,只是对这个block变量进行操作sigprocmask(SIG_BLOCK,&block,&oblock);//这一步才是对2号信号进行屏蔽//2.让进程不断获取当前进程的pendingint cnt=0;sigset_t pending;while(true){sigpending(&pending);printpending(pending);sleep(1);cnt++;if(cnt==15){cout<<"解除对2号信号的屏蔽，2号信号准备递达"<<endl;sigprocmask(SIG_SETMASK,&oblock,nullptr);}}
}[BCH@hcss-ecs-6176 2_1]$ ./test_signal 
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^C0000000000000000000000000000010//ctrl+c向该进程发送2号信号时，由于2号信号在block中阻塞，所以2还信号在pending表中，处于未决状态，
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解除对2号信号的屏蔽，2号信号准备递达//当阻塞被解除，2号信号马上就会递达，该进程的2号信号就不会处于未决状态，所以为0，
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^C213127
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^\Quit

信号的处理

信号在合适的时候被处理—什么时候

进程从内核态返回到用户态的时候，进行信号的检测和信号的处理

用户态是一种受控的状态，能够访问资源有限的

内核态一种操作系统的工作状态，能够访问大部分系统资源

可以通过cs寄存器后两个比特位来表示系统处于状态，1是内核态，3用户态

进程从内核态返回用户态的时候，进行信号的检测和信号处理

无论代码中是否使用系统调用，整个进程生命周期里，会有很多次进程间切换，切换了一定会从内核态返回用户态，当前进程就会有多次信号捕捉的机会

sigaction
sigaction是一个用于设置信号处理器的系统调用函数，它在Linux中被广泛使用。函数原型如下：
int sigaction(int signum, const struct sigaction *act, struct sigaction *oldact);
参数说明：* signum：指定要设置处理器的信号编号。
* act：指向struct sigaction结构的指针，用于指定新的信号处理器和标志。
* oldact：如果不为NULL，则旧的信号处理器信息将被写入此结构中。
struct sigaction结构包含以下字段：
* sa_handler：函数指针，指定信号处理函数。
* sa_flags：指定信号处理的选项，如SA_RESTART、SA_NODEFER等。
* sa_mask：指定一个信号屏蔽集合，用于阻塞其他信号。
通过调用sigaction函数，可以为特定信号设置自定义的信号处理函数。当指定的信号发生时，系统将执行该处理函数来处理信号。
struct sigaction
struct sigaction {void (*sa_handler)(int);  // 指定信号处理函数的函数指针void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *);  // 用于接收信号附加信息的处理函数指针sigset_t sa_mask;  // 用于阻塞的信号集合int sa_flags;  // 指定信号处理的选项void (*sa_restorer)(void);  // 已经废弃，用于提供旧的系统调用信号语义的函数指针
};
在Linux中，处理一个信号时，默认情况下会自动屏蔽相同信号。也就是说，如果当前进程正在处理某个信号，而此时又收到了同样的信号，则新的信号不会被立即处理，而是被暂时屏蔽，直到当前正在处理的信号处理完毕后才会处理

例如：我们这里使用sigaction系统调用对2号信号的处理方法进行自定义，我们在自定义处理方法中循环输出，当前进程的未决信号集，我们第一次发送2号信号时，未决信号集中2号信号比特位将被置0，但是第二次发送2号信号，将不被处理，因为第一次发送的信号还没有处理完。
#include<iostream>
#include<signal.h>
#include<unistd.h>
using namespace std;void printsigpending(const sigset_t& pending);void handler(int signo)
{cout<<"get a sig: "<<signo<<endl;while(true){sigset_t pengding;sigpending(&pengding);printsigpending(pengding);sleep(1);}
}void printsigpending(const sigset_t& pending)
{for(int signo=31;signo>0;signo--){if(sigismember(&pending,signo))cout<<"1";elsecout<<"0";}cout<<endl;
}int main()
{cout<<"pid: "<<getpid()<<endl;struct sigaction act,oact;act.sa_handler=handler;sigisemptyset(&act.sa_mask);//sigaddset(&act.sa_mask,3);//我们可以设置struct sigaction中的sa_mask，这样可以处理这个信号时，不仅能够屏蔽相同信号，还能屏蔽其他信号sigaction(2,&act,&oact);while(true){sleep(1);}return 0;}

信号的其他补充问题

重入不可重入是函数的特点（我们平常遇到的大部分函数都是不可重入的）

volatile：关键字

保持内存的可见性，告知编译器，被该关键字修饰的变量，不允许被优化，对该变量的任何操作，都必须在真实的内存中进行操作
#include<iostream>
#include<signal.h>
#include<unistd.h>
using namespace std;volatile int flag=0;//防止编译器过度优化
void handler(int signo){
cout<<"signo:"<<signo<<endl;
flag=1;
cout<<"change flag :"<<flag<<endl;
}int main(){
signal(2,handler);
while(!flag);
cout<<"normal quit"<<endl;
}优化情况下，键入 CTRL-C ,2号信号被捕捉，执行自定义动作，修改 flag＝1 ，但是 while 条件依旧满足,进
程继续运行！但是很明显flag肯定已经被修改了，但是为何循环依旧执行？很明显， while 循环检查的flag，
并不是内存中最新的flag，这就存在了数据二异性的问题。 while 检测的flag其实已经因为优化，被放在了
CPU寄存器当中。如何解决呢？很明显需要 volatile
子进程退出的时候，需要向父进程发送信号的SIGCHILD

wait和waitpid函数清理僵尸进程,父进程可以阻塞等待子进程结束,也可以非阻塞地查询是否有子进程结束等待清理(也就是轮询的方式)。采用第一种方式,父进程阻塞了就不能处理自己的工作了;采用第二种方式,父进程在处理自己的工作的同时还要记得时不时地轮询一下,程序实现复杂。其实,子进程在终止时会给父进程发SIGCHLD信号,该信号的默认处理动作是忽略,父进程可以自定义SIGCHLD信号的处理函数,这样父进程只需专心处理自己的工作,不必关心子进程了,子进程终止时会通知父进程,父进程在信号处理函数中调用wait清理子进程即可。

进程是资源分配的基本单位，线程是调度的基本单位