1.调用系统函数向进程发信号
#include <iostream> #include <unistd.h> #include <signal.h> #include <cstdlib> #include <string> #include <sys/types.h> void Usage(std::string proc) { std::cout<<"Usage: \n\t"; std::cout<<proc<<"信号编号 目标进程\n"<<std::endl; } int main(int argc,char* argv[]) { if (argc!=3) { Usage(argv[0]); exit(1); } return 0; }
我们要完成的工作是写一个和kill-9命令一样的函数，所以我们在main函数中判断如果用户使用我们的kill命令用的参数不对的话，就给用户发一个使用手册然后退出程序，这个使用手册就是教用户如何使用这个kill函数：
当我运行程序参数用的不对就会给我发一个使用手册，下一步我们完善代码：
在使用kill接口前我们先看看kill接口需要的参数和返回值：
#include <iostream> #include <unistd.h> #include <signal.h> #include <cstdlib> #include <string> #include <sys/types.h> #include <cerrno> #include <cstring> void Usage(std::string proc) { std::cout<<"Usage: \n\t"; std::cout<<proc<<"信号编号 目标进程\n"<<std::endl; } int main(int argc,char* argv[]) { if (argc!=3) { Usage(argv[0]); exit(1); } int signo = atoi(argv[1]); int target_id = atoi(argv[2]); int n = kill(target_id,signo); if (n!=0) { std::cerr<<errno<<" : "<<strerror(errno)<<std::endl; exit(2); } return 0; }
首先我们要用的参数都在参数列表中，所以我们需要拿到用户提供的参数，但是由于参数列表为char*类型，所以我们需要将字符串式的信号转为整数，所以我们用了atoi函数，这个函数可以将字符串转为整数，拿到了信号和进程编号后我们就可以使用kill函数了，由于函数成功后返回0，失败返回-1所以我们用了if条件判断，然后我们再写一个死循环的程序等会让这个程序挂着然后用我们的kill程序杀死这个进程：
同时因为要生成两个可执行程序所以我们将makefile修改一下：
下面我们将程序运行起来：
程序运行起来后我们可以看到我们写的程序成功杀死了一个进程。下面我们看一下raise函数：
raise函数是谁调用我我就给谁传几号命令，这里的命令是参数，下面我们演示一下：
我们可以看到raise函数的作用确实是谁调用了我我就给谁发信号。
下面我们再看一下abort函数：
abort这个函数的含义是给自己发送指定的结束信号：
我们可以看到本来应该打印的end由于abort被迫停止，所以abort是给自己发送指定的结束信号。
2.由软件条件产生信号
软件条件产生信号其实我们在学管道的时候就学过了，我们在学管道的时候讲过，如果管道的读端关闭了写端一直在写，这个时候操作系统就会给管道发送13号信号关闭管道，这就是由软件条件产生信号。下面我们主要讲解alarm函数，这个函数的意思是：
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。
下面我们写代码来使用一下这个函数：
下面我们用这个代码测试1秒钟CPU可以记多少数：
当我们计数了7万多后程序被alarm函数叫停，而这个数据是真实的吗？CPU1秒才能记这么多数吗？其实不是，因为我们计算要打印出来包含了IO包含了网络，有很多影响的因素，所以这样的测试并不准确，如果测最准确的呢？如下代码：
首先我们定义一个全局的count计数器，然后用signal捕捉alarm函数，在这期间计数器会一直加加，当1秒达到后alarm发送命令然后被myhandler方法捕捉打印出信号和计数器的数值：
这次的计数才是正常的五亿多。
3.硬件异常产生信号
不知道大家有没有发现，当我们写代码有对空指针进行解引用，或者数组越界，或者右除0操作时，编译的时候都会提示我们出现错误，那么错误是如何被发现的呢？下面用代码来验证：
首先我们重新创建一个文件，然后写一段简单的代码：
#include <iostream> using namespace std; int main() { int a = 10; a/=0; //进行除0操作引发异常 cout<<"div zero ..... here"<<endl; return 0; }
接下来我们直接编译一下：
可以看到在编译的时候直接给我们发出警告了，当然我们还是可以继续编译的：
运行后我们发现输出了一行Floating point exception也就是浮点数异常，下面我们讲一下原理：
如上图所示，代码是在内存中的某个位置存储，假设a/=0这个代码存储在内存的某个位置，而在CPU中有各种各样的寄存器，我们的代码在运行的时候会被加载到CPU当中，然后CPU会将刚刚那个代码加载到寄存器里，比如上图：将a加载到一个寄存器，将0加载到另一个寄存器，而在CPU做计算时是有一个状态寄存器的，这个状态寄存器会报错我们本次计算是否会有溢出问题，一旦溢出了，那么状态寄存器中的溢出标志位就被置为1了，只要被置为1就说明计算有问题，CPU就立马告知操作系统，一旦操作系统发现确实状态寄存器中的标志位被置为1了，那么操作系统就会向目标进程发送信号，这个信号就是Floating point exception浮点数异常，我们可以在信号中查看这个这个是几号信号：
经过查询我们发现8号信号就是浮点数异常，因为信号的后三位字母是刚刚报错信号的每个单词的首元素。当然我们也可以验证一下，直接捕捉信号即可：
当然我们也可以先看看这个信号的作用：
我们以前用的九号信号作用就是终止进程，term就是terminal的缩写终止的意思，core是什么呢我们等会再讲：
#include <iostream> #include <signal.h> using namespace std; void handler(int signo) { cout<<"我们的进程确实收到了"<<signo<<"号信号"<<endl; } int main() { signal(8,handler); int a = 10; a/=0; //进行除0操作引发异常 cout<<"div zero ..... here"<<endl; return 0; }
当我们将异常信号捕捉后程序就不会停止了：
运行后一直死循环打印，下面我们在捕捉的时候让这个进程退出：
运行后不再死循环了并且打印了我们要求的返回值。下面我们再试试其他异常：
我们发现程序正常编译但是同样直接结束了，下面我们讲一下关于地址的问题：
首先有一个0000~FFFF的进程地址空间，进程地址空间上的红色方框是指针的虚拟地址，实际上是在最右边的物理内存上开辟空间的，当我们对空指针解引用的时候其实访问的是进程地址空间的0号地址，比如向0号地址写100，要经过页表转化到物理内存中，但是页表实际上是做KV关系的，做转化的动作不是由软件完成的，而是由硬件完成的，这个硬件叫MMU，MMU被称为内存管理单元，所以从虚拟地址转化到物理地址采用软硬件结合的方式（以上方式是正常情况），而我们对空指针进行解引用首先指针与页表没有对应的映射关系，对0号地址是没有写权限的，所以我们对空指针写入是非法的。*p = 100这句代码第一步并不是写入，而是首先进行虚拟到物理地址的转换，在转换的时候要进程地址空间是否和页表有映射关系，如果没有映射则MMU会硬件报错，如果有映射还需要看是否有对应的权限，如果没有权限也会报错，如果MMU报错也就是硬件报错操作系统就会识别到，然后操作系统向当前进程的PCB发送信号，以上就是对空指针解引用的报错原理。
总结
以上就是linux信号产生的所有知识，下一篇我们将详细讲解linux信号是如何保存和处理的。
上面所说的所有信号产生，最终都要有 OS 来进行执行，为什么？ OS是进程的管理者。
信号的处理是否是立即处理的？ 不是。是在合适的时候。
信号如果不是被立即处理，那么信号是否需要暂时被进程记录下来？记录在哪里最合适呢？
需要被记录下来，记录在进程PCB中
一个进程在没有收到信号的时候，能否能知道，自己应该对合法信号作何处理呢？ 能知道，因为程序员教了。
