学习笔记9

第六章 信号和信号处理
    6.1 信号和中断
        “中断”是从1/0设备或协处理器发送到CPU的外部请求,它将CPU从正常执行转移到中断处理。与发送给CPU的中断请求一样,“信号”是发送给进程的请求,将进程从正常执行转移到中断处理。
        (1)首先,我们将进程的概念概括为:一个“进程”(引号中)就是一系列活动。
        (2)“中断”是发送给“进程”的事件,它将“进程”从正常活动转移到其他活动,称 为“中断处理”。“进程”可在完成“中断”处理后恢复正常活动。
        (3)“中断” 一词可应用于任何“进程”,并不仅限于计算机中的CPU。例如,我们可能会提到以下几种“中断”。
              .1 人员中断
              当我在办公室读书、评分、做白日梦时,可能会发生一些真实事件,所有这些事件都叫作人员中断
              每个中断都分配有一个唯一的ID识别号,并有一个预先安装的动作函数
              人可在收到中断请求时“执行”动作函数
              根据来源,中断可分为三类:
                  来自硬件的中断:大楼着火,闹钟响了等
                  来自其他人的中断:电话响了,有人敲门等
                  自己造成的中断:切到手指,吃得太多等
              按照紧急程度,中断可分为以下几类:
                  不可屏蔽(NMI):大楼着火!
                  可屏蔽:有人敲门等
              人员的每个动作函数都是通过本能或经验实现的
              由于人员中断的种类太多,所以不能在上表中全部列出,但是思路应该清晰
              .2 进程中断
              这类中断是发送给进程的中断
              当某进程正在执行时,可能会收到来自3个不同来源的中断:
                  来自硬件的中断:终端、间隔定时器的“Ctrl+C”组合键等
                  来自其他进程的中断:kill(pid, SIG#)、death_of_child等
                  自己造成的中断:除以0、无效地址等
              每个进程中断都被转换为一个唯一ID号,发送给进程
             .3 硬件中断
              这类中断是发送给处理器或CPU的信号
              这类中断也有三个可能的来源:
                  来自硬件的中断:定时器、I/O设备等
                  来自其他处理器的中断:FFP、DMA、多处理器系统中其他CPU
                  自己造成的中断:除以0、保护错误、INT指令
              每个中断都有唯一的中断向量号
               .4 进程的陷阱错误。
              进程可能会自己造成中断。
      这些中断是由被CPU识别为异常的错误引起的,例如除以0、无效地址、非法指令、越权等。
      当进程遇到异常时,它会陷入操作系统内核,将陷阱原因转换为信号编号,并将信号发送给自己。
      如果在用户模式下发生异常,则进程的默认操作是终止,并使用一个可选的内存转储进行调试。
    6.2 Unix/Linux信号示例
        (1)按"Ctrl+C”组合键通常会导致当前运行的进程终止
        (2)用户可使用nohup a.out &命令在后台运行一个程序
        (3)也许几天后,用户再次登录时会发现(通过ps-u LTD)后台进程仍在运行
    6.3 Unix/Linux中的信号处理
          6.3.1 信号类型
            Unix/Linux支持31种不同的信号,每种信号在signal.h文件中都有定义
   
            每种信号都有一个符号名,如 SIGHUP(1)、SIGEMT(2)、SIGKILL(9)、S1GSEGV(11)等
          6.3.2 信号的来源
            来自硬件中断的信号:
            在进程执行过程中,一些硬件中断被转换为信号发送给进程。硬件信号示例是:
                中断键(Ctrl+C),它产生一个SIGINT(2)信号
                间隔定时器,当时间到期时,会生成一个SIGALRM(14)、SIGVTALRM(26)或SIGPROF(27)信号
                其他硬件错误,如总线错误、IO陷阱等
            来自异常的信号:
            当用户模式下的进程遇到异常时,会陷入内核模式,生成一个信号,并发送给自己。常见的陷阱信号有SIGFPE(8),表示浮点异常(除以0),最常见也是最可怕的是SIGSEGV(11),表示段错误,等等。
            来自其他进程的信号:
            进程可使用kill(pid, sig)系统调用向pid标识的目标进程发送信号。读者可以尝试以下实验。在Linux下,运行简单的C程序
                main()( while(1); }
            使进程无限循环。从另一个(X-window)终端,使用ps-u查找循环进程pid。然后输入sh命令
                kill -s 11 pid
            循环进程会因为段错误而死亡。
         6.3.3 进程PROC结构体中的信号
            每个进程PROC都有一个32位向量,用来记录发送给进程的信号
            在位向量中,每一位(0位除外)代表一个信号编号
         6.3.4 信号处理函数
        6.3.5 安装信号捕捉函数
    6.4 信号处理步骤
   6.5 信号与异常
  Unix信号最初设计用于以下用途
    作为进程异常的统一处理方法:当进程遇到异常时,它会陷入内核模式,将陷阱原因转换为信号编号,并将信号发送给自己
    让进程通过预先安装的信号捕捉函数处理用户模式下的程序错误
    在特殊情况下,它会让某个进程通过信号杀死另一个进程
   6.6 信号用作IPC
   6.7 Linux中的IPC
   IPC是指用于进程间通信的机制
        6.7.1 管道和FIFO
     管道和管道编程在第三章中有过介绍
        6.7.2 信号
        6.7.3 System V IPC
     System V IPC共有三种类型:System V消息队列、System V 信号量、System V 共享内存区。
  
        6.7.4 POSIX消息队列
    
        6.7.5 线程同步机制
    Linux不区分进程和线程
     在Linux中,进程是共享某些公共资源的线程
     
        6.7.6 套接字
    套接字是用于跨网络进程通信的IPC机制
  

 

 

   
posted @ 2021-11-14 17:08  冯睿20191328  阅读(5)  评论(0编辑  收藏  举报