Overview

A signal is a small message that notifies a process that an event of some type has occurred in the system.

Kernel abstraction for exceptions and interrupts.每种信号类型都对应某个类型的系统事件
Sent from the kernel (sometimes at the request of another process) to a process.
Different signals are identified by small integer ID’s (1-30)
The only information in a signal is its ID and the fact that it arrived.

本文主要是描述Android基于UNIX signal信号机制的变化以及应用。

Android信号机制的变化
Android信号如何产生
Android信号如何处理
android信号机制如何应用

Android信号机制的变化

传统UNIX信号处理模型有两点缺陷

扩展性差。UNIX信号处理模型中大多使用32位整型位码来表示某一信号。而只提供 SIGUSR1 和 SIGUSR2供用户使用。

Kernel maintains pending and blocked bit vectors in the context of each process. Kernel computes pnb = pending & ~blocked. Choose least nonzero bit k in pnb and force process p to receive signal k.
相同的信号连续到达后，大多只作为一个信号处理。也就是说你只能知道该信号是否到达，而不能确定到达了一个还是是个。

There can be at most one pending signal of any particular type. Important: Signals are not queued If a process has a pending signal of type k, then subsequent signals of type k that are sent to that process are discarded.

Android信息处理的变化

重用SIGUSR1 和 SIGUSR2两个信号
需要连续产生相同的信号而又要处理时，在期间加入延迟
特殊处理SIGQUIT信号：dumping the thread stacks

Android信号如何产生

To be continued...

SIGUSR1、SIGUSR2、SIGQUIT信号三个信号是在VM层进行定义以及处理的。

/dalvik/vm/SignalCatcher.cpp

static void* signalCatcherThreadStart(void* arg)
{

    case SIGQUIT:
        handleSigQuit();
        break;
    case SIGUSR1:
        handleSigUsr1();
        break;

if defined(WITH_JIT) && defined(WITH_JIT_TUNING)

    case SIGUSR2:
        handleSigUsr2();
        break;

如何发送

在kernel里使用 kill_proc_info(）
在native应用中使用 kill() 或者raise()
java 应用中使用 Procees.sendSignal()等
adb shell kill -num pid

SIGQUIT （整型值为 3）

详情见： trace file

主要用于产生trace调试信息。

frameworks/base/services/java/com/android/server/am/ActivityManagerService.java:                            Process.sendSignal(firstPids.get(i), Process.SIGNAL_QUIT);
frameworks/base/services/java/com/android/server/am/ActivityManagerService.java:                                Process.sendSignal(stats.pid, Process.SIGNAL_QUIT);
frameworks/base/services/java/com/android/server/am/ActivityManagerService.java:            Process.sendSignal(app.pid, Process.SIGNAL_QUIT);

SIGILL, SIGABRT, SIGBUS, SIGFPE, SIGSEGV, SIGSTKFLT

/** This method sends the specified signal to each of the persistent apps */
public void signalPersistentProcesses(int sig) throws RemoteException {


                Process.sendSignal(r.pid, sig);


/*
 * This will deliver the specified signal to all the persistent processes. Currently only
 * SIGUSR1 is delivered. All others are ignored.
 */
frameworks/base/core/java/android/app/IActivityManager.java:    public void signalPersistentProcesses(int signal) throws RemoteException;


frameworks/base/core/java/android/app/ActivityManagerNative.java:            signalPersistentProcesses(sig);
frameworks/base/core/java/android/app/ActivityManagerNative.java:    public void signalPersistentProcesses(int sig) throws RemoteException {

SIGABRT 6 Abort (ANSI). 异常终止(abort) 终止+core

ANR时用于产生tombstone, 名字为tombstoneNoCrash_xx

SIGILL 4 Illegal instruction (ANSI).非法硬件指令终止+core

SIGBUS 7 BUS error (4.2 BSD).总线错误终止+core

SIGSTOP 19 / Stop, unblockable (POSIX). /

dalvik/vm/Init.cpp

/ * Handle a SIGBUS, which frequently occurs because somebody replaced an * optimized DEX file out from under us. /

static void busCatcher(int signum, siginfo_t info, void context)

SIGFPE 8 Floating-point exception (ANSI).算术异常终止+core

SIGSEGV 11 Segmentation violation (ANSI).内存段访问异常终止+core

SIGSTKFLT 16 Stack fault.协处理器故障，早期Linux定义信号终止

Android信号如何处理

信号处理的行为是以进程级的。就是说不同的进程可以分别设置不同的信号处理方式而互不干扰。同一进程中的不同线程虽然可以设置不同的信号屏蔽字，但是却共享相同的信号处理方式（也就是说在一个线程里改变信号处理方式，将作用于该进程中的所有线程）。

Android也是Linux系统。所以其信号处理方式不会有本质的改变。但是为了开发和调试的需要，android对一些信号的处理定义了额外的行为。

SIGQUIT （整型值为 3）

SIGQUIT 3 Quit (POSIX). 退出终止+core

没有遵循传统UNIX信号模型的默认行为（终止 + core ）。

Android Dalvik应用收到该信号后，会打印改应用中所有线程的当前状态，并且并不是强制退出。这些状态通常保存在一个特定的叫做trace的文件中。

路径是/data/anr/trace.txt

问题是如果删除这个文件，会出错

E/dalvikvm(17942): Unable to open stack trace file '/data/anr/traces.txt': Permission denied

SIGILL, SIGABRT, SIGBUS, SIGFPE, SIGSEGV, SIGSTKFLT

对于很多其他的异常信号（SIGILL, SIGABRT, SIGBUS, SIGFPE, SIGSEGV, SIGSTKFLT ), Android进程在退出前，会生成 tombstone文件。记录该进程退出前的轨迹。

SIGILL 4 Illegal instruction (ANSI).非法硬件指令终止+core
SIGABRT 6 Abort (ANSI). 异常终止(abort) 终止+core
SIGBUS 7 BUS error (4.2 BSD).总线错误终止+core
SIGFPE 8 Floating-point exception (ANSI).算术异常终止+core
SIGSEGV 11 Segmentation violation (ANSI).内存段访问异常终止+core
SIGSTKFLT 16 Stack fault.协处理器故障，早期Linux定义信号终止

测试

对于终端发送 SIGQUIT，可以直接得到预期的结果（生成相应的trace文件）。
对于终端发送SIGILL, SIGABRT, SIGBUS, SIGFPE, SIGSEGV, SIGSTKFLT等信号，我们常常看到 “不确定” 的行为：有时候能够看到 process 终止，有时候却不能。core dump 也不是总能产生。

F/libc (18709): Fatal signal 6 (SIGABRT) at 0x00004709 (code=0) I/DEBUG (17669): timed out waiting for pid=18709 tid=18709 uid=10001 to die I/DEBUG (17669): debuggerd committing suicide to free the zombie! I/DEBUG (19051): debuggerd: Jun 4 2012 02:04:50

要点是：

要产生core dump并终止某进程，我们需要连续发送两次改信号，并且中间间隔在0.2秒到3秒之间。如果间隔过小， Android可能无法接收第一个signal。如果时间过久，android将简单的终止进程，而没有 core dump产生。

F/libc    (19226): Fatal signal 6 (SIGABRT) at 0x00004709 (code=0)
I/DEBUG   (19218): *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** ***
I/DEBUG   (19218): Build fingerprint: 'xxxx'
I/DEBUG   (19218): pid: 19226, tid: 19226  >>> com.android.development <<<
I/DEBUG   (19218): signal 6 (SIGABRT), code 0 (?), fault addr --------
.....
I/BootReceiver(  370): Copying /data/tombstones/tombstoneNoCrash_00 to DropBox (SYSTEM_TOMBSTONE)

android信号机制如何应用

To be continued...

例如 Crash the native process

// For some reason, the JVM needs two of these to get the hint

        Log.i(TAG, "Native crash pressed -- about to kill -11 self");
        Process.sendSignal(Process.myPid(), 11);
        Process.sendSignal(Process.myPid(), 11);
        Log.i(TAG, "Finished kill -11, should be dead or dying");

android信号定义

prebuilt/linux-x86/toolchain/i686-linux-glibc2.7-4.4.3/sysroot/usr/include/bits/signum.h

/ Signals. /

#define SIGHUP          1       /* Hangup (POSIX).  */
#define SIGINT          2       /* Interrupt (ANSI).  */
#define SIGQUIT         3       /* Quit (POSIX).  */
#define SIGILL          4       /* Illegal instruction (ANSI).  */
#define SIGTRAP         5       /* Trace trap (POSIX).  */
#define SIGABRT         6       /* Abort (ANSI).  */
#define SIGIOT          6       /* IOT trap (4.2 BSD).  */
#define SIGBUS          7       /* BUS error (4.2 BSD).  */
#define SIGFPE          8       /* Floating-point exception (ANSI).  */
#define SIGKILL         9       /* Kill, unblockable (POSIX).  */
#define SIGUSR1         10      /* User-defined signal 1 (POSIX).  */
#define SIGSEGV         11      /* Segmentation violation (ANSI).  */
#define SIGUSR2         12      /* User-defined signal 2 (POSIX).  */
#define SIGPIPE         13      /* Broken pipe (POSIX).  */
#define SIGALRM         14      /* Alarm clock (POSIX).  */
#define SIGTERM         15      /* Termination (ANSI).  */
#define SIGSTKFLT       16      /* Stack fault.  */
#define SIGCLD          SIGCHLD /* Same as SIGCHLD (System V).  */
#define SIGCHLD         17      /* Child status has changed (POSIX).  */
#define SIGCONT         18      /* Continue (POSIX).  */
#define SIGSTOP         19      /* Stop, unblockable (POSIX).  */
#define SIGTSTP         20      /* Keyboard stop (POSIX).  */
#define SIGTTIN         21      /* Background read from tty (POSIX).  */
#define SIGTTOU         22      /* Background write to tty (POSIX).  */
#define SIGURG          23      /* Urgent condition on socket (4.2 BSD).  */
#define SIGXCPU         24      /* CPU limit exceeded (4.2 BSD).  */
#define SIGXFSZ         25      /* File size limit exceeded (4.2 BSD).  */
#define SIGVTALRM       26      /* Virtual alarm clock (4.2 BSD).  */
#define SIGPROF         27      /* Profiling alarm clock (4.2 BSD).  */
#define SIGWINCH        28      /* Window size change (4.3 BSD, Sun).  */
#define SIGPOLL         SIGIO   /* Pollable event occurred (System V).  */
#define SIGIO           29      /* I/O now possible (4.2 BSD).  */
#define SIGPWR          30      /* Power failure restart (System V).  */
#define SIGSYS          31      /* Bad system call.  */
#define SIGUNUSED       31

Reference

unix-signal

DonGYonG

Overview

Android信号机制的变化

Android信号如何产生

if defined(WITH_JIT) && defined(WITH_JIT_TUNING)

如何发送

SIGQUIT （ 整型值为 3）

SIGILL, SIGABRT, SIGBUS, SIGFPE, SIGSEGV, SIGSTKFLT

SIGABRT 6 Abort (ANSI). 异常终止(abort) 终止+core

SIGILL 4 Illegal instruction (ANSI).非法硬件指令 终止+core

SIGBUS 7 BUS error (4.2 BSD).总线错误 终止+core

SIGSTOP 19 / Stop, unblockable (POSIX). /

SIGFPE 8 Floating-point exception (ANSI).算术异常 终止+core

SIGSEGV 11 Segmentation violation (ANSI).内存段访问异常 终止+core

SIGSTKFLT 16 Stack fault.协处理器故障，早期Linux定义信号 终止

Android信号如何处理

SIGQUIT （ 整型值为 3）

SIGILL, SIGABRT, SIGBUS, SIGFPE, SIGSEGV, SIGSTKFLT

测试

android信号机制如何应用

android信号定义

Reference

SIGQUIT （整型值为 3）

SIGILL 4 Illegal instruction (ANSI).非法硬件指令终止+core

SIGBUS 7 BUS error (4.2 BSD).总线错误终止+core

SIGFPE 8 Floating-point exception (ANSI).算术异常终止+core

SIGSEGV 11 Segmentation violation (ANSI).内存段访问异常终止+core

SIGSTKFLT 16 Stack fault.协处理器故障，早期Linux定义信号终止

SIGQUIT （整型值为 3）