使用sigaction处理内核信号
生活随笔
收集整理的這篇文章主要介紹了
使用sigaction处理内核信号
小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.
文章目錄
- 函數描述
- 函數使用
- 抓取發送信號的進程信息
mark一次獲取內核信號，并作相應處理的手段
linux內核中斷機制的一個重要實現就是信號。信號使得內核和用戶態的交互更加便捷，這個便捷對開發者來說可以更好的利用系統原生內核來處理信息。
《深入理解unix內核》中對信號作用的描述如下：
- 讓進程知道已經發生了一個特定事件
- 強迫進程執行它自己代碼中的信號處理程序
這里主要描述一下借用sigaction系統調用，對信號進行注冊并做出相應的處理
函數描述
包含頭文件:#include <signal.h>
函數原型：int sigaction(int signum, const struct sigaction *act,struct sigaction *oldact);
參數含義如下：
signum表示特例化信號代表的數字，其中SIGKILL和SIGSTOP信號不能被注冊struct sigaction該數據結構如下
這里一般是我們在程序中封裝該sigaction數據結構，將我們想要的參數封裝好傳入進去，再通過系統調用執行處理。struct sigaction {void (*sa_handler)(int); /*表示要執行操作的類型，它的值可以是指向信號處理程序的一個指針,SIG_DFL（值為0,指定缺省操作, 或者SIG_IBN（值為1，指定忽略信號）*/void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *);sigset_t sa_mask; /*這是一個標志集，制定必須怎樣處理信號。*/int sa_flags; /*這個是類型為sigset_t的變量，指定當運行信號處理程序時要屏蔽的信號，一般為SA_SIGINFO，來獲取處理程序的附件信息*/void (*sa_restorer)(void); };
其中SA_SIGINFO數據結構包含如下參數,直接通過siginfo_t 的結構體變量來獲取siginfo_t {int si_signo; /* Signal number */int si_errno; /* An errno value */int si_code; /* Signal code */int si_trapno; /* Trap number that causedhardware-generated signal(unused on most architectures) */pid_t si_pid; /* Sending process ID */uid_t si_uid; /* Real user ID of sending process */int si_status; /* Exit value or signal */clock_t si_utime; /* User time consumed */clock_t si_stime; /* System time consumed */sigval_t si_value; /* Signal value */int si_int; /* POSIX.1b signal */void *si_ptr; /* POSIX.1b signal */int si_overrun; /* Timer overrun count; POSIX.1b timers */int si_timerid; /* Timer ID; POSIX.1b timers */void *si_addr; /* Memory location which caused fault */long si_band; /* Band event (was int inglibc 2.3.2 and earlier) */int si_fd; /* File descriptor */short si_addr_lsb; /* Least significant bit of address(since Linux 2.6.32) */ }const struct sigaction *act該參數非空的，存儲最新的一個action的信息的數據結構struct sigaction *oldact該參數也為空，同時存儲上一個action的信息的數據結構
函數使用
查看如下代碼
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <sys/time.h>
#include <time.h>
void get_unlegal_memory()
{ char *a = NULL;/*未分配空間，模擬非法訪問內存*/printf("get the unmalloc memmory %c!\n",a[0]);
}
void print_stacktrace()
{int size = 16,i=0;void * array[16];int stack_num = backtrace(array, size); char ** stacktrace = backtrace_symbols(array, stack_num); for (; i < stack_num; ++i) {printf("%s\n", stacktrace[i]); }free(stacktrace);
}
void sig_op(int signo, siginfo_t* info, void* context)
{print_stacktrace();printf("get the kernel signal\n");printf("sig signo is %d\n",info->si_signo);exit(0);
}
int main(int argc,char** argv)
{struct sigaction act;struct sigaction oact;pid_t pid;pid=getpid();sigemptyset(&act.sa_mask);/*注冊信號處理函數如下，sig_op，用來打印函數調用棧以及信號集中發出該信號的進程詳細信息*/act.sa_handler=sig_op; act.sa_flags=SA_SIGINFO;/*注冊了信號SIGSEGV用來獲取非法內存訪問*/if(sigaction(SIGSEGV,&act,&oact)== -1)printf("%d","install error~!\n",SIGSEGV);printf("the pid is %d\n",pid);get_unlegal_memory();return 0;
}
編譯方式如下
gcc test.c -rdynamic -g -o test
這里增加了打印函數調用棧，需要將所有符號連接到二進制文件，所以需要-rdynamic參數，這里想要進一步了解打印函數調用棧，可以參考關于ceph源碼 backtrace 打印函數調用棧
執行結果如下可以看到函數調用棧如下，sig_op函數是由系統c庫發出
./test
the pid is 7754
./test_memory(print_stacktrace+0x32) [0x400b2b]
./test_memory(sig_op+0x1d) [0x400ba5]
/lib64/libc.so.6(+0x35a00) [0x7f470de32a00]
./test_memory(get_unlegal_memory+0x20) [0x400ae0]
./test_memory(main+0x9c) [0x400c6c]
/lib64/libc.so.6(__libc_start_main+0xf5) [0x7f470de1eaf5]
./test_memory() [0x4009f9]
get the kernel signal
sig signo is 11
抓取發送信號的進程信息
使用以上獲取內核命令的方式，我們可以在今后抓取終止當前進程的某個進程(/proc/p_id/status 文件)信息，舉例如下
改代碼注冊了鍵盤中斷信號(SIGINT)以及終止信號(SIGTERM)，同時將發送該信號的進程信息打印出來（包括進程名稱，進程p_id，占用內存，所處內存地址等信息）
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <sys/time.h>
#include <time.h> /*打印當前時間*/
void printDatetime()
{ time_t now;struct tm *tm_now;time(&now);tm_now = localtime(&now);printf("now datetime: %d-%d-%d %d:%d:%d\n", tm_now->tm_year, tm_now->tm_mon, tm_now->tm_mday, tm_now->tm_hour, tm_now->tm_min, tm_now->tm_sec);fflush(stdout);
}#define BUF_SIZE 1024
/*打印發送信號進程的詳細信息，即從/proc/p_id/status 文件目錄下獲取*/
void printTaskStatusByPid(int pid) { char proc_pid_path[BUF_SIZE]={0}; char buf[BUF_SIZE]={0}; sprintf(proc_pid_path, "/proc/%d/status", pid); FILE* fp = fopen(proc_pid_path, "r"); if(NULL != fp){while(fgets(buf, BUF_SIZE-1, fp)!= NULL){printf("%s\n",buf);} fclose(fp); }else{printf("NULL\n");}
} /*打印函數調用棧*/
void print_stacktrace()
{int size = 16,i=0;void * array[16];int stack_num = backtrace(array, size); char ** stacktrace = backtrace_symbols(array, stack_num); for (; i < stack_num; ++i) {printf("%s\n", stacktrace[i]); }free(stacktrace);
}/*內核信號處理函數，打印發送該信號的進程信息*/
void sig_op(int signo, siginfo_t* info, void* context)
{print_stacktrace();printf("the signo is %d\n",signo);printf("sig pid is %d\n", (int)(info->si_pid));printf("sig uid is %d\n", (int)(info->si_uid));printf("sig signo is %d\n",info->si_signo);printTaskStatusByPid((int)(info->si_pid));fflush(stdout);
}int main(int argc,char** argv)
{struct sigaction act;struct sigaction oact;pid_t pid;pid=getpid();printDatetime(); printf("the pid is %d\n",pid);fflush(stdout);/*初始化sigset_t變量中的位*/sigemptyset(&act.sa_mask);act.sa_handler=sig_op; act.sa_flags=SA_SIGINFO;/*注冊信號*/if(sigaction(SIGINT,&act,&oact)==-1)printf("%s","install error~!\n");if(sigaction(SIGTERM,&act,&oact)==-1)printf("%s","install error~!\n");if(sigaction(SIGSEGV,&act,&oact)== -1)printf("%d","install error~!\n",SIGSEGV);/*死循環來打印時間，當遇到注冊的內核信息，此時打印出進程詳細信息*/while(1){sleep(1);printDatetime();fflush(stdout);}return 0;
}
輸出結果如下：
now datetime: 119-6-13 19:44:29
now datetime: 119-6-13 19:44:30
#執行了killall操作，獲取到了SIGTERM信號，打印出來的信息
./test(print_stacktrace+0x32) [0x400e86]
./test(sig_op+0x1d) [0x400f00]
/lib64/libc.so.6(+0x35a00) [0x7f18223b9a00]
/lib64/libc.so.6(nanosleep+0x10) [0x7f1822441890]
/lib64/libc.so.6(sleep+0xd4) [0x7f1822441744]
./test(main+0x109) [0x401083]
/lib64/libc.so.6(__libc_start_main+0xf5) [0x7f18223a5af5]
./test() [0x400c49]
the signo is 15
sig pid is 20863
sig uid is 0
sig signo is 15
#可以看到發送SIGTERM信號的進程名稱如下
Name: killall
State: R (running)
Tgid: 20863
Ngid: 0
Pid: 20863
PPid: 15099
TracerPid: 0
Uid: 0 0 0 0
Gid: 0 0 0 0
FDSize: 256
Groups: 0
VmPeak: 116760 kB
VmSize: 116760 kB
VmLck: 0 kB
VmPin: 0 kB
VmHWM: 924 kB
VmRSS: 924 kB
VmData: 212 kB
VmStk: 136 kB
VmExe: 20 kB
VmLib: 2508 kB
VmPTE: 64 kB
VmSwap: 0 kB
Threads: 1
SigQ: 1/125771
SigPnd: 0000000000000000
ShdPnd: 0000000000000000
SigBlk: 0000000000000000
SigIgn: 0000000000000000
SigCgt: 0000000180000000
CapInh: 0000000000000000
CapPrm: 0000001fffffffff
CapEff: 0000001fffffffff
CapBnd: 0000001fffffffff
Seccomp: 0
Cpus_allowed: ff
Cpus_allowed_list: 0-7
Mems_allowed: 00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000000,00000001
Mems_allowed_list: 0
voluntary_ctxt_switches: 1
nonvoluntary_ctxt_switches: 1
now datetime: 119-6-13 19:44:30
now datetime: 119-6-13 19:46:45
now datetime: 119-6-13 19:46:46
#執行鍵盤中斷獲取到信號信息，但是該執行并不是一個進程，所以并不會打印調用棧
^C./test(print_stacktrace+0x32) [0x400e86]
./test(sig_op+0x1d) [0x400f00]
/lib64/libc.so.6(+0x35a00) [0x7f18223b9a00]
/lib64/libc.so.6(nanosleep+0x10) [0x7f1822441890]
/lib64/libc.so.6(sleep+0xd4) [0x7f1822441744]
./test(main+0x109) [0x401083]
/lib64/libc.so.6(__libc_start_main+0xf5) [0x7f18223a5af5]
./test() [0x400c49]
the signo is 2
sig pid is 0
sig uid is 0
sig signo is 2
NULL
now datetime: 119-6-13 19:46:47
now datetime: 119-6-13 19:48:10
now datetime: 119-6-13 19:48:11
#當執行了kill -9 命令時，即發送SIGKILL信號，會徹底終止當前進程。（SIGKILL信號不允許被注冊，抓取）
Killed總結
以上是生活随笔為你收集整理的使用sigaction处理内核信号的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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