kill命令介绍

kill 命令会向操作系统内核发送一个信号(多是终止信号)和目标进程的 PID，然后系统内核根据收到的信号类型，对指定进程进行处理。

kill(选项)(参数)
-a：当处理当前进程时，不限制命令名和进程号的对应关系；
-l <信息编号>：若不加<信息编号>选项，则-l参数会列出全部的信息名称；
-p：指定kill 命令只打印相关进程的进程号，而不发送任何信号；
-s <信息名称或编号>：指定要送出的信息；
-u：指定用户。只有第9种信号(SIGKILL)才可以无条件终止进程，其他信号进程都有权利忽略，下面是常用的信号
HUP     1    终端断线（平滑重启进程）
INT     2    中断（同 Ctrl + C）
QUIT    3    退出（同 Ctrl + \）
TERM   15    终止
KILL    9    强制终止
CONT   18    继续（与STOP相反， fg/bg命令）
STOP   19    暂停（同 Ctrl + Z）

示例：

[root@itbkz.com ~]#ps -ef |grep chronyd
chrony   30365     1  0 19:58 ?        00:00:00 /usr/sbin/chronyd
root     30385 29218  0 19:58 pts/1    00:00:00 grep --color=auto chronyd
[root@itbkz.com ~]#kill -9 30483
[root@itbkz.com ~]#ps -ef |grep chronyd
root     30508 29218  0 20:00 pts/1    00:00:00 grep --color=auto chronyd

kill命令的原理

执行kill -9 <PID>，首先要产生信号。执行kill程序需要一个pid，根据这个pid找到这个进程的task_struct（这个是Linux下表示进程/线程的结构），然后在这个结构体的特定的成员变量里记下这个信号。这时候信号产生了但还没有被特定的进程处理，叫做Pending signal。

等到下一次CPU调度到这个进程的时候，内核会保证先执行do_signal这个函数看看有没有需要被处理的信号，若有，则处理；若没有，那么就直接继续执行该进程。所以我们看到，在Linux下，信号并不像中断那样有异步行为，而是每次调度到这个进程都是检查一下有没有未处理的信号。

信号传递

调用kill命令之后，信号和目标进程的PID被用户发送到内核。

kill本身就是个程序，是有源代码的，它的代码可以在Linux的coreutils里找到。代码很长，我就不全复制过来了，有兴趣的可以去仔细看看。kill命令的核心代码是长这样的：

static int send_signals (int signum, char *const *argv) { … kill (pid, signum); …
}
int main (int argc, char **argv) { … send_signals (signum, argv + optind);…
}

kill命令调用了send_signals (signum, argv + optind)函数，send_signals (signum, argv + optind)又调用了系统调用kill (pid, signum)，该系统调用在Linux内核linux-3.16.3/kernel/signal.c中实现，其通过对描述进程的结构体task_struct进行操作，在task_struct中特定的成员变量里记下需要传递的信号。task_struct结构体中与信号相关的部分如下：

struct task_struct { … /* signal handlers */ struct signal_struct *signal; /* 一个进程所有线程共享一个signal */ struct sighand_struct *sighand; sigset_t blocked,real_blocked; /* 哪些信号被阻塞了 */ sigset_t saved_sigmask; /* restored if set_restore_sigmask() was used */ struct sigpending pending; /* 进程中的多个线程有各自的pending */…
}

kill (pid, signum)系统调用的核心代码如下，为了方便理解，我给核心逻辑增加了注释：

SYSCALL_DEFINE2(kill, pid_t, pid, int, sig) { … return kill_something_info(sig, &info, pid);
} static int kill_something_info(int sig, struct siginfo * info, pid_t pid) {int ret;// 如果pid大于0，就把信号发送给指定的进程 if (pid > 0) {ret = kill_pid_info(sig, info, find_vpid(pid));return ret;}// 如果pid <=0 并且不等于-1，发送信号给-pid指定的进程组 if (pid != -1) {ret = __kill_pgrp_info(sig, info, pid ? find_vpid( - pid) : task_pgrp(current));} else { //否则发信号给除自己所属进程之外的其它所有进程 int retval = 0,count = 0;struct task_struct * p;for_each_process(p) {if (task_pid_vnr(p) > 1 && !same_thread_group(p, current)) {int err = group_send_sig_info(sig, info, p); ++count;if (err != -EPERM) retval = err;}}ret = count ? retval: -ESRCH;}return ret;
}

kill (pid, signum)会调用kill_something_info(sig, &info, pid)，kill_something_info(sig, &info, pid)会根据pid的正负来决定是发给特定的进程还是一个进程组，我们下面主要来看发给一个特定进程的情况，即调用kill_pid_info(sig, info, find_vpid(pid)),该函数的代码如下：

int kill_pid_info(int sig, struct siginfo * info, struct pid * pid) {int error = -ESRCH;struct task_struct * p;p = pid_task(pid, PIDTYPE_PID);if (p) {error = group_send_sig_info(sig, info, p);}return error;
}```

kill_pid_info(sig, info, find_vpid(pid))出现了我们上文提到的task_strcut，这个是Linux下表示每个进程/线程的结构体，根据struct pid找到这个结构后，就调用了group_send_sig_info(sig, info, p)，这个函数的代码如下：

int group_send_sig_info(int sig, struct siginfo * info, struct task_struct * p) {int ret;ret = do_send_sig_info(sig, info, p, true);return ret;
}int do_send_sig_info(int sig, struct siginfo * info, struct task_struct * p, bool group) {unsigned long flags;int ret = -ESRCH;if (lock_task_sighand(p, &flags)) {ret = send_signal(sig, info, p, group);unlock_task_sighand(p, &flags);}return ret;
}static int send_signal(int sig, struct siginfo * info, struct task_struct * t, int group) {int from_ancestor_ns = 0;#ifdef CONFIG_PID_NS from_ancestor_ns = si_fromuser(info) && !task_pid_nr_ns(current, task_active_pid_ns(t));#endifreturn __send_signal(sig, info, t, group, from_ancestor_ns);
}static int __send_signal(int sig, struct siginfo * info, struct task_struct * t, int group, int from_ancestor_ns) {struct sigpending * pending;struct sigqueue * q;int override_rlimit;int ret = 0,result; // 发送给进程和线程的区别在这里，如果是进程，则&t->signal->shared_pending，否则&t->pending pending = group ? &t->signal->shared_pending : &t->pending; /* * fast-pathed signals for kernel-internal things like SIGSTOP * or SIGKILL. */ if (info == SEND_SIG_FORCED) goto out_set; … out_set: // 把信号通知listening signalfd. signalfd_notify(t, sig); // 将sig加入目标进程的信号位图中，待下一次CPU调度的时候读取 sigaddset(&pending->signal, sig); // 用于决定由哪个进程/线程处理该信号，然后wake_up这个进程/线程 complete_signal(sig, t, group); ret: trace_signal_generate(sig, info, t, group, result); return ret;
}

可以看到，最终调用到__send_signal，设置信号的数据结构，唤醒需要处理信号的进程，整个信号传递的过程就结束了。这时候信号还没有被进程处理，还是一个pending signal。

信号处理（内核）

内核调度到该进程时，会调用do_notify_resume()来处理信号队列中的信号，之后这个函数又会调用do_signal()，再调用handle_signal()，具体过程就不用代码说明了，最后会找到每一个信号的处理函数，问题是这个信号的处理函数怎么找到？

还记得在上文提到的task_struct吗，里面有一个成员变量sighand_struct就是用来存储每个信号的处理函数的。

struct sighand_struct { atomic_t count; /* 引用计数 */ struct k_sigaction action[_NSIG]; /* 存储处理函数的结构 */ spinlock_t siglock; /* 自旋锁 */ wait_queue_head_t signalfd_wqh; /* 等待队列 */
}; struct k_sigaction { struct sigaction sa;
}
struct sigaction { __sighandler_t sa_handler;
}

其中sa_handler就指向了信号的处理程序。

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