信号相关

信号#

信号是软件中断，提供了一种处理异步事件的方法，如在终端按下Ctrl+C会产生SIGINT中断信号。

信号产生#

• 用户键入：必须在终端按下Ctrl+C和Ctrl+X等会产生对应信号
• 硬件异常产生信号：除数为0、无效的内存引用等，如对执行一个无效内存引用的进程产生SIGSEGV信号
• 进程调用kill函数将信号发送给另一个进程或进程组，接收信号进程和发送信号进程的所有者必须相同，或发送信号进程的所有者是超级用户
• 用户可用kill命令将信号发送给其他进程
• 当检测到某种软件条件已经发生，并将其通知有关进程时也产生信号。如管道的读进程已终止，此时向管道写会产生SIGPIPE信号

信号处理#

1. 忽略。大多数信号都可使用该方式，担忧两种信号不能被忽略（SIGKILL和SIGSTOP）。
2. 捕捉信号。需提前通知内核在某种信号发生时调用一个用户函数，在该函数中用户处理这个信号事件。
3. 执行系统默认动作。大多数信号的系统默认动作是终止进程。

信号列举（以Linux2.4.22为例）#

名字	说明	默认动作	名字	说明	默认动作
SIGABRT	异常终止（abort）	终止+core	SIGALRM	超时（alarm）	终止
SIGBUS	硬件故障	终止+core	SIGCHLD	子进程状态改变	忽略
SIGCONT	使暂停进程继续	继续/忽略	SIGEMT	硬件故障	终止+core
SIGFPE	算术异常	终止+core	SIGHUP	连接断开	终止
SIGILL	非法硬件指令	终止+core	SIGINT	终端中断符	终止
SIGIO	异步IO	终止/忽略	SIGIOT	硬件故障	终止+core
SIGKILL	终止	终止	SIGPIPE	写至无读进程的管道	终止
SIGPOLL	可轮询事件(poll)	终止	SIGPROF	梗概事件超时	终止
SIGPWR	电源失效/重启动作	终止/忽略	SIGQUIT	终端退出符	终止+core
SIGSEGV	无效内存引用	终止+core	SIGSTKFLT	协处理器栈故障	终止
SIGSTOP	停止	暂停进程	SIGSYS	无效系统调用	终止+core
SIGTERM	终止	终止	SIGTRAP	硬件故障	终止+core
SIGTSTP	终端停止符	暂停进程	SIGTTIN	后台读控制tty	暂停进程
SIGTTOU	后台写至控制tty	暂停进程	SIGURG	紧急情况（套接字）	忽略
SIGUSR1	用户定义的信号	终止	SIGUSR2	用户定义的信号	终止
SIGVTALRM	虚拟时间闹钟	终止	SIGWINCH	终端窗口大小改变	忽略
SIGXCPU	超过CPU限制	终止+core	SIGXFSZ	超过文件长度限制	终止+core

信号相关函数#

#include <signal.h>
// 成功返回信号以前的处理配置，出错返回SIG_ERR
// signo是上表的信号名
// func是常量SIG_IGN、SIG_DFL或当接收此信号后要调用的函数地址
void (*signal(int signo, void (*func)(int)))(int);

signal函数原型说明此函数需要两个参数，返回一个函数指针。

static void sig_usr(int signo) {
  printf("received SIGUSR1\n");
}
int main()
{
  if(signal(SIGUSR1, sig_usr) == SIG_ERR)
    printf("can't catch SIGUSR1");
}

当执行一个程序时，所有信号的状态都是系统默认或忽略，当一个进程fork时，其子进程继承父进程的信号处理方式。

信号集#

一个能表示多个信号的数据类型。

// 初始化set指向的信号集，清除其中所有信号
int sigemptyset(sigset_t *set);
// 初始化set，使其包括所有信号
int sigfillset(sigset_t *set);
// 添加
int sigaddset(sigset_t *set, int signo);
// 删除
int sigdelset(sigset_t *set, int signo);
// 用于判断是否包括指定信号
int sigismember(const sigset_t *set, int signo);

调用sigprocmask可以检测或更改其信号屏蔽字，用于阻塞指定信号传递到当前进程。

// how指示怎样用set修改当前信号屏蔽字
//    SIG_BLOCK:当前信号屏蔽字并上set
//    SIG_UNBLOCK:解除存在set中的当前信号屏蔽字
//    SIG_SETMASK:用set替代当前信号屏蔽字
// oset非空则当前信号屏蔽字通过oset返回
int sigprocmask(int how, const sigset_t *restrict set, sigset_t *restrict oset);
// 返回当前信号集
int sigpending(sigset_t *set);

sigaction函数用于检查或修改与指定信号相关联的处理动作，用以取代signal函数

// signo是要检测或修改的信号编号；act指向要修改的动作，oact用于接收信号之前的动作
int sigaction(int signo, const struct sigaction *restrict act, struct sigaction *restrict oact);
/* 其中sigaction结构：
struct sigaction {
  void (*sa_handler)(int);  /*信号处理函数地址*/
  sigset_t sa_mask;         /*阻塞的信号*/
  int sa_flags;             
  /*可替代的信号处理函数地址*/
  void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *);
};
// 其中sa_mask会在嗲用信号捕捉函数前加到进程的信号屏蔽字中，当从信号捕捉函数返回时会将信号屏蔽字恢复
*/

可以阻塞选择的信号以保护不希望被信号中断的代码临界区，之后再解除阻塞，然后等待之前被阻塞的信号发生，但我们无法控制信号发生的时间窗口，可能在解除阻塞调用返回前就触发了信号，这是不可靠的，我们需要在一个原子操作中先恢复信号屏蔽字然后使进程休眠，可由sigsuspend函数提供该功能。

// 将进程屏蔽字设置为sigmask指向的值，在捕捉到一个信号或发生了一个会终止该进程的信号前，该进程被挂起
// 如果捕捉到信号且从信号处理程序返回，则sigsuspend返回，并将进程信号屏蔽字恢复
int sigsuspend(const sigset_t *sigmask);