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主题

2. 产生信号 ​

2.1. 通过终端按键产生信号 ​

上一节讲过，SIGINT 的默认处理动作是终止进程，SIGQUIT 的默认处理动作是终止进程并且 Core Dump，现在我们来验证一下。

首先解释什么是 Core Dump。当一个进程要异常终止时，可以选择把进程的用户空间内存数据全部保存到磁盘上，文件名通常是 core，这叫做 Core Dump。进程异常终止通常是因为有 Bug，比如非法内存访问导致段错误，事后可以用调试器检查 core 文件以查清错误原因，这叫做 Post-mortem Debug。一个进程允许产生多大的 core 文件取决于进程的 Resource Limit（这个信息保存在 PCB 中）。默认是不允许产生 core 文件的，因为 core 文件中可能包含用户密码等敏感信息，不安全。在开发调试阶段可以用 ulimit 命令改变这个限制，允许产生 core 文件。

首先用 ulimit 命令改变 Shell 进程的 Resource Limit，允许 core 文件最大为 1024K：

bash
$ ulimit -c 1024

然后写一个死循环程序：

c
#include <unistd.h>

int main(void) {
    while (1);
    return 0;
}

前台运行这个程序，然后在终端键入 Ctrl-C 或 Ctrl-\：

bash
$ ./a.out
（按Ctrl-C）
$ ./a.out
（按Ctrl-\）Quit (core dumped)
$ ls -l core*
-rw------- 1 akaedu akaedu 147456 2008-11-05 23:40 core

ulimit 命令改变了 Shell 进程的 Resource Limit，a.out 进程的 PCB 由 Shell 进程复制而来，所以也具有和 Shell 进程相同的 Resource Limit 值，这样就可以产生 Core Dump 了。

2.2. 调用系统函数向进程发信号 ​

仍以上一节的死循环程序为例，首先在后台执行这个程序，然后用 kill 命令给它发 SIGSEGV 信号。

bash
$ ./a.out &
[1] 7940
$ kill -SIGSEGV 7940
$（再次回车）
[1]+  Segmentation fault      (core dumped) ./a.out

7940 是 a.out 进程的 id。之所以要再次回车才显示 Segmentation fault，是因为在 7940 进程终止掉之前已经回到了 Shell 提示符等待用户输入下一条命令，Shell 不希望 Segmentation fault 信息和用户的输入交错在一起，所以等用户输入命令之后才显示。指定某种信号的 kill 命令可以有多种写法，上面的命令还可以写成 kill -SEGV 7940 或 kill -11 7940，11 是信号 SIGSEGV 的编号。以往遇到的段错误都是由非法内存访问产生的，而这个程序本身没错，给它发 SIGSEGV 也能产生段错误。

kill 命令是调用 kill 函数实现的。kill 函数可以给一个指定的进程发送指定的信号。raise 函数可以给当前进程发送指定的信号（自己给自己发信号）。

c
#include <signal.h>

int kill(pid_t pid, int signo);
int raise(int signo);

这两个函数都是成功返回 0，错误返回 -1。

abort 函数使当前进程接收到 SIGABRT 信号而异常终止。

c
#include <stdlib.h>

void abort(void);

就像 exit 函数一样，abort 函数总是会成功的，所以没有返回值。

2.3. 由软件条件产生信号 ​

SIGPIPE 是一种由软件条件产生的信号，在 例 30.7“管道” 中已经介绍过了。本节主要介绍 alarm 函数和 SIGALRM 信号。

c
#include <unistd.h>

unsigned int alarm(unsigned int seconds);

调用 alarm 函数可以设定一个闹钟，也就是告诉内核在 seconds 秒之后给当前进程发 SIGALRM 信号，该信号的默认处理动作是终止当前进程。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。

例 33.1. alarm

c
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int main(void) {
    int counter;
    alarm(1);
    for (counter = 0; 1; counter++) printf("counter=%d ", counter);
    return 0;
}

这个程序的作用是 1 秒钟之内不停地数数，1 秒钟到了就被 SIGALRM 信号终止。