一、任务内容
- 自学教材第6章，提交学习笔记（10分）
- 知识点归纳以及自己最有收获的内容 （3分）
- 问题与解决思路（2分）
- 实践内容与截图，代码链接（3分）
- ...（知识的结构化，知识的完整性等，提交markdown文档，使用openeuler系统等）（2分）
二、知识点归纳以及自己最有收获的内容
（一）知识点归纳
本章讲述了信号和信号处理;介绍了信号和中断的统一处理，有助于从正确的角度看待信号;将信号视为进程中断，将进程从正常执行转移到信号处理;解释了信号的来源，包括来自硬件、异常和其他进程的信号;然后举例说明了信号在Unix/Linux中的常见用法;详细解释了Unix/Linux中的信号处理，包括信号类型、信号向量位、信号掩码位、进程PROC结构体中的信号处理程序以及信号处理步骤;用示例展示了如何安装信号捕捉器来处·理程序异常，如用户模式下的段错误;还讨论了将信号用作进程间通信（IPC)机制的适用性。
1. 信号和中断
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人员中断
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来自硬件的中断：大楼着火，闹钟响了等
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来自其他人的中断：电话响了，有人敲门等。
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自己造成的中断：切到手指,吃得太多等。
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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。
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进程中断
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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。
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每个进程中断都被转换为一个唯一ID号，发送给进程。与多种类的人员中断不同，我们始终可限制在一个进程中的中断的数量。Unix/Linux中的进程中断称为信号，编号为1到31。进程的PROC结构体中有对应每个信号的动作函数，进程可在收到信号后执行该动作函数。与人员类似，进程也可屏蔽某些类型的信号，以推迟处理。必要时，进程还可能会修改信号动作函数。
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硬件中断
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这类中断是发送给处理器或CPU的信号。它们也有三个可能的来源:
- 来自硬件的中断:定时器、1/O设备等
- 来自其他处理器的中断:FFP、DMA、多处理器系统中的其他CPU
- 自己造成的中断:除以О、保护错误、INT指令。
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每个中断都有唯一的中断向量号。动作函数是中断向量表中的中断处理程序。CPU不会导致任何自己造成的中断(除非出错)。这种中断是由于进程正在使用或在大多数情况下误用CPU造成的。
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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。
2.Unix/Linux中的信号处理
1.信号类型
Unix/Linux支持的31种信号，在signal.h文件中均有定义：
#define SIGHUP 1
#define SIGINT 2
#define SIGQUIT 3
#define SIGILL 4
#define SIGTRAP 5
#define SIGABRT 6
#define SIGIOT 6
#define SIGBUS 7
#define SIGFPE 8
#define SIGKILL 9
#define SIGUSR1 10
#define SIGSEGV 11
#define SIGUSR2 12
#define SIGPIPE 13
#define SIGALRM 14
#define SIGTERM 15
#define SIGSTKFLT 16
#define SIGCHLD 17
#define SIGCONT 18
#define SIGSTOP 19
#define SIGTSTP 20
#dpfine STGTTTN 21
#define SIGTTOU 22
#define SIGURG 23
#define SIGXCPU 24
#define SIGXFSZ 25
#define SIGVTALRM 26
#define SIGPROF 27
#define SIGWINCH 28
#define SIGPOLL 29
#define SIGPWR 30
#define SIGSYS 31
2.信号来源
- 来自硬件的中断信号：在执行过程中，一些硬件中断被转换为信号发送给进程硬件信号。
- 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。
- 来自其他进程的信号：进程可以使用kill（pid，sig）系统调用向pid标识的目标进程发送信号。
3. 信号处理步骤
- 当某进程处于内核模式时，会检查信号并处理未完成的信号。如果某信号有用户安装的捕捉函数，该进程会先清除信号，获取捕捉函数地址，对于大多数陷阱信号，则将已安装的捕捉函数重置为DEFault。然后，它会在用户模式下返回，以执行捕捉函数，以这种方式篡改返回路径。当捕捉函数结束时，它会返回到最初的中断点，即它最后进入内核模式的地方。因此，该进程会先迁回执行捕捉函数，然后再恢复正常执行。
- 用户安装的陷阱相关信号捕捉函数用于处理用户代码中的陷阱错误。由于捕捉函数也在用户模式下执行，因此可能会再次出现同样的错误。如果是这样，该进程最终会陷入无限循环，一直在用户模式和内核模式之间跳跃。为了防止这种情况，Unix内核通常会在允许进程执行捕捉函数之前先将处理函数重置为 DEFault。这意味着用户安装的捕捉函数只对首次出现的信号有效。若要捕捉再次出现的同一信号，则必须重新安装捕捉函数。但是，用户安装的信号捕捉函数的处理方法并不都一样，在不同Unix版本中会有所不同。例如，在 BSD Unix中，信号处理函数不会被重置，但是该信号在执行信号捕捉函数时会被阻塞。
- 信号和唤醒：在Unix/Lintx内核中有两种SLEEP进程;深度休眠进程和浅度休眠进程。前一种进程不可中断，而后一种进程可由信号中断。如果某进程处于不可中断的SLEEP状态，到达的信号(必须来自硬件中断或其他进程)不会唤醒进程。如果它处于可中断的SLEEP状态，到达的信号将会唤醒它。例如，当某进程等待终端输入时，它会以低优先级休眠,这种休眠是可中断的,SIGINT这类信号即可唤醒它。
4. 信号与异常
作为进程异常的统一处理方法:当进程遇到异常时，它会陷人内核模式，将陷阱原因转换为信号编号，并将信号发送给自己。如果在内核模式下发生异常，内核只打印一条PANIC错误消息，然后就停止了。如果在用户模式下发生异常，则进程通常会终止，并以内存转储进行调试。
三、实践过程与截图
sigaction函数的功能是检查或修改与指定信号相关联的处理动作（可同时两种操作）
执行该程序时，ctrl+c，第一次不会导致程序的结束。而是继续执行，当用户再次执行ctrl+c的时候，程序采用结束。
#include <stdio.h>
#include <signal.h>
void WrkProcess(int nsig)
{
printf("WrkProcess .I get signal.%d threadid:%d/n",nsig,pthread_self());
int i=0;
while(i<5){
printf("%d/n",i);
sleep(1);
i++;
}
}
int main()
{
struct sigaction act,oldact;
act.sa_handler = WrkProcess;
act.sa_flags = SA_NODEFER | SA_RESETHAND;
sigaction(SIGINT,&act,&oldact);
printf("main threadid:%d/n",pthread_self());
while(1)sleep(5);
return 0;
}
sig 是需要捕获的 signal number, 后一个是捕获到信号后的处理函数指针，接收到quit信号时，结束进程
三、问题与解决思路
之前的signal（SIGALARM，function）函数设置的处理函数和本次不一样，那么本次signal函数怎样在不覆盖前次信号处理函数的基础上继续工作呢？
经查找资料，找到了这个。signal的返回值，要么是SIG_ERR，要么是前次信号处理的函数指针，同样在注册函数时，保存上次函数，在函数处理结束前回复原来的值。SIGALARM的默认动作是终止进程。设置SIGALARM信号是为了给调用者一个闹钟，应用的场所一般是在低速设备阻塞时，例如read/write，设置alarm函数可以防止系统长期阻塞，但这里有一个问题就是，在alarm（nsec）和read（）之间有一个竞争关系，如果在read（）之前调用了alarm（）函数，那么read（）还是会长期阻塞。解决这个问题可以通过setjmp和longjmp函数来解决，因为setjmp设置的时候返回0，longjmp可以设置不同的返回值，可以将read函数包裹在setjmp = 0里面，这样如果处理函数里面的longjmp跳转了也不会出现上面的问题了。
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