前言

铺垫

1、日常中我们能经常感受到信号的存在：红灯停绿灯行、三更鸡鸣、妈妈的一通电话，这些都是信号，当我们遇到这些信号的时候，我们都知道接下来要做什么，进程也知道接下来要做什么，因为程序员在设计进程的时候就告诉他了。
2、信号可能随时产生，有可能进程在做优先级更高的事情，因此从进程产生到进程执行有一个时间窗口，同时进程也要有能够记录下这个信号的能力
3、信号的产生对于进程来说是异步的。
4、进程由操作系统通过pcb来管理，在对应进程的pcb里的某个位图结构记录着信号是否发生。
5、正因为是由操作系统维护，因此无论是通过哪种方法，都必须通过OS来写入！

信号

可以使用kill -l命令查看系统定义的信号列表，34号以后是实时信号，暂不讨论。

信号的产生

1、终端按钮产生信号

键盘在按下后会通过硬件单元告知cpu的特定针脚引发硬件中断，某个寄存器会存入9号信息，再通过中断向量表和中断号找到对应的方法，通过驱动程序来读取键盘的数据，再把数据给OS，OS会将其转化成2号信号再写入对应的位图结构，如下图：

2、调用系统函数向进程发送信号

alarm

#include <unistd.h>
功能:计时器
	int alarm(int seconds);
参数：
	seconds:秒数
返回值：
	返回0，如果进程被提前叫醒，就返回上次闹钟剩余的秒数

3、软件条件产生信号

先来学习一个函数：signal，我们知道进程拿到信号后会执行相应的动作，默认一般是退出，可以通过这个函数修改其执行动作。

#include <signal.h>
typedef void(* sighander_t)(int);
sighander_t signal(int signum,sighander_t handler);

作用：
	设置某一个信号的默认动作
参数；
	signum：要处理的信号类型
	handler：函数指针，要设置的对应动作
返回值：
	返回信号处理函数指针

#include <signal.h>
#include <sys/types.h>
	int kill(pid_t pid, int sig)
作用：控制进程信号
参数：
	pid：哪个进程
	sig：发送几号信号
返回值：

4、硬件异常产生信号

除0的本质，就是触发硬件异常。

信号的保存

通过上面的四种方式，信号被OS写入到pcb对应的位图结构内，接下来我们再来看一下信号保存的相关细节：

在学习进程控制程序退出和异常的时候我们知道status的低七位是异常信号，低第八位称为core dump位，当时没有解释这一位代表什么，现在说明一下：
程序因信号退出会有两种方式：
1、Term：直接退出
2、Core：会先进行核心转储，再退出

OS可以在该进程异常的时候，核心代码部分进行核心转储，将内存中进程相关数据，全都dump到磁盘中。黑核心转储文件方便在异常后进行调试，可以用ulimit -a来查看是否开启。

像我这台服务器就没有打开，可以使用ulimit -c [size] 来指定核心转储文件的大小，一般云服务器都默认不开启，因为云服务器一般作为生产环境。

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言归正传，信号是如何保存在对应的数据结构里的呢？

pending表：位图结构，比特位位置表示哪一个信号，内容表示是否收到该信号
block表： 位图结构，比特位位置表示哪一个信号，内容表示是否阻塞该信号
handler表： 函数指针数组，下标表示信号编号，内容表示该信号传递的动作

补充：位图数据结构

//TODO…

信号的处理

首先我们要先明确一个问题：信号可以被立即处理吗？
信号不是被立即处理的，而是在合适的时候，信号的产生是异步的，当前进程可能正在做更重要的事情，那什么时候合适呢？当进程从内核态切换回用户态的时候，进程会在OS的指导下，进行信号的检测与处理。

这里提到了一个概念：什么是内核态和用户态？

用户态：执行用户写的代码时，进程所处的状态
内核态：执行OS的代码时，进程所处的状态

为什么要有这样的区分呢？又是如何做到这样的区分呢？
在上次讲解进程地址空间的时候，我们知道进程地址空间通过一张 页表 来建立虚拟地址空间和物理内存之间的联系，其实这个页表分为两种：上次介绍的页表是用户级页表，还有一张内核级页表，一个进程的虚拟地址空间由两部分构成，其中0-3G为用户虚拟地址，3-4G是内核的虚拟地址，正式通过这张内核级页表，可以让进程完成系统调用。

总结：
所有的进程都有自己的用户级页表；但所有的进程都可以看到同一张内核级页表，这样就支持所有进程通过统一窗口，看到同一个OS，所以OS的本质都是在进程的地址空间内运行的，因此，系统调用的本质其实就是在自己的地址空间跳转并返回。

那么问题来了，进程如何完成上述跳转呢？进程又是如何被调度的呢？

一、如何完成上述跳转？
实际上在CPU内部有一个叫做CR3的寄存器
3、0分别表征当前运行的进程是用户态、内核态，当然用户是不可以直接更改系统级别的，在系统调用的时候，内部光遇在正式调用逻辑的时候，修改执行级别。
详细流程：

当一个进程的时间片到了或者要进行系统调用的时候，这个进程的状态就会由用户态切换成内核态，在内核态的进程就会开始检查是否有信号需要处理，当检查到有信号需要处理，进程就会再由内核态切换成用户态，完成用户自定义的方法，完成这个方法后，进程应当重新嵌入内核，再调用sys_sigreturn回到用户态执行后续代码。

二、进程是如何被调度的？
不知道大家有没有想过一个问题，每次电脑关机后，断电一段时间，即使不联网也可以获得当前的时间，原因在于位于PC主板CMOS内的时钟硬件！

回到这个问题，首先我们要清楚：进程是由操作系统管理的，操作系统是一个软件，本质是一个死循环，而OS时钟硬件，每隔一段很短的时间就会向OS发送时钟中断，OS就要执行对应的中断方法，然后检查当前进程的时间片，通过系统调用函数：schedule() ;如果发现进程的时间片到了，就将进程对应的上下文进行保存并切换，再选择合适的进程。

结语

以上就是进程间信号的全部内容了，感谢收看，这里是蓝色学者，我们下次再见。