实验七信号

项目	内容
这个作业属于哪个课程	Linux系统与应用
这个作业的要求在哪里	作业要求
学号-姓名	17041509-薛博涵
作业学习目标	1.了解信号的概念2.掌握信号处理的方法

一、编写一个简单的程序并运行，然后向该进程发送不同的信号以观察该进程对接收到信号的反应。

#include <stdio.h> 
#include <unistd.h> 
int main() 
{ 
	printf("hello signal! I'm %d\n", getpid()); 
	while(1) 
	{ 
		write(STDOUT_FILENO, "*", 1); 
		sleep(10); 
	}
return 0;
}

在终端编译并运行该程序：

1.在当前终端通过按键组合向该进程发送信号 CTRL+C 、 CTRL+Z 、 CTRL+\ ，

CTRL+C :

CTRL+Z:

)

CTRL+:

2. 另外再开启一个终端，在终端通过输入 kill 命令来给进程发送信号，进程的 pid 在程序运行的第一行输出.

在终端通过输入 kill -l 来查看当前系统当中的信号列表:

重新运行程序:

在当前终端我们可以看到程序输出自己的 pid 是3829,这是我们可以另开一个终端,通过 kill 命令向该

进程发送信号：

这里我们发送了信号值为9的信号给了进程3829.再切换到运行程序的终端来观察进程接收到信号后的反

应：

3)我们编写一个简单的程序，该程序调用 kill() 函数向某个进程发送信号

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <signal.h>
int main(int argc,char *argv[]){
	if(argc < 2)
	{
		printf("%s arg error.",argv[0]);
		exit(1);
	}
	kill(atoi(argv[1]),SIGKILL);
	return 0;
}

我们继续运行之前的程序发现此时的pid为3843，在另外一个终端完成上面程序的输入并编译，运行的时候把3843作为参数：

再返回之前运行 hellosignal 的终端观察进程接收到信号的反应：

二、使用 signal() 函数来捕捉信号。

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
void sighandler(int sig) {
	switch(sig) {
		case SIGUSR1://10
			printf("hello SIGUSR1\n");break;
		case SIGUSR2://12
			printf("hello SIGUSR2\n");break;
		case SIGINT://2 CTRL+C
			printf("休想干掉我！\n");break;
		case SIGTSTP://20 CTRL+Z
			printf("不要停止我！\n");break;
		case SIGQUIT://3 CTRL+\
			printf("就是不退出！\n");break;
		case SIGSEGV://11
			printf("呃！程序出 bug 了！\n");break;
		default:
			printf("hello, who are you %d?\n", sig);
	}
	sleep(2); // 删除这一行，再给程序发信号，看看 main 函数打点的情况。
}
int main() {
	printf("I'm %d\n", getpid());
	if (SIG_ERR == signal(SIGUSR1, sighandler)) {
		perror("signal SIGUSR1");
	}
	if (SIG_ERR == signal(SIGUSR2, sighandler)) {
		perror("signal SIGUSR2");
	}
	if (SIG_ERR == signal(SIGINT, sighandler)) {
		perror("signal SIGINT");
	}
	if (SIG_ERR == signal(SIGTSTP, sighandler)) {
		perror("signal SIGTSTP");
	}
	if (SIG_ERR == signal(SIGQUIT, sighandler)) {
		perror("signal SIGQUTI");
	}
	if (SIG_ERR == signal(SIGSEGV, sighandler)) {
		perror("signal SIGSEGV");
	}
	while(1) {
		write(STDOUT_FILENO, ".", 1);
		sleep(10);
	}
	return 0;
}

输入完上述代码，编译并运行，然后再给该进程发送信号，观察进程对接收到信号的反应：

在另外一个终端输入kill命令来向该进程发送信号：

回到之前的终端：

三、通过举例说明alarm()函数和settimer()函数的使用

先分别查看两个函数的手册：

man 2 alarm:

man 2 settimer:

通过man 7 signal查看当前系统信号的清单：

alarm()函数在计时结束后会发生SIGAL RM信号给当前进程，进程对SIGALRM信号的缺省动作是结束进程

下面为一个简单的例子：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
 
int main(){
	alarm(1);
	while(1);
	{
		printf("process will finish!\n");
	}
	return 0;
}

输入上面代码并编译运行：

虽然程序中有无限循环，不断输出字符串process will finish!，由于调用了alarm(1)函数，alarm函数会在1秒后给该进程发送SIGNALRM信号，然后进程结束。

接下来程序设定两次定时炸弹，第一次设定5秒后爆炸，设定后过了2秒，再设定了一个3秒后爆炸的定时炸弹。

#include<stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
void handler(int sig) {
	if (sig == SIGALRM) printf("Bomb!!!!!!!!\n");
}
int main() {
	if(SIG_ERR == signal(SIGALRM, handler)) {
		perror("signal SIGALRM");
	}
	unsigned int remain = 0;
    remain = alarm(5); // 设定 5 秒后爆炸
    printf("the previous alarm remain %d seconds\n", remain);
    sleep(3); // 等待 3 秒
	remain = alarm(3); // 设定 3 秒后爆炸，同时会取消前面那个定时炸弹
	printf("the previous alarm remain %d seconds\n", remain);
    while(1) {
		write(STDOUT_FILENO, ".", 1);
    	pause();
	}
}

输入上面代码，编译并运行：

这里计时时间到了并不会结束，因为编写了信号捕捉函数，产生SIGALRM信号后会输出字符串Boolb！！，可以键盘按键组合结束进程，这里使用了CTRL+C.

接下来用setitimer()函数实现alarm()函数

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<sys/time.h>
#include<error.h>
unsigned int my_alarm(unsigned int sec)
{
	struct itimerval it,oldit;
	int ret;
	it.it_value.tv_sec=sec;
	it.it_value.tv_usec=0;
	it.it_interval.tv_sec=0;
	it.it_interval.tv_usec=0;
	ret = setitimer( ITIMER_REAL, &it, &oldit);
	if(ret==-1)
	{
		perror("setitimer()");
		exit(1) ;
	}
		return oldit.it_value.tv_sec;
}
int main(){
	my_alarm( 1) ;
	while(1)
	{
		printf( "process will finish! \n");
	}
	return 0;
}

输入上面代码，编译并运行：

程序在运行1秒后被SIGALRM信号结束

分析一下 alarm() 函数和 setitimer() 函数的区别：

alarm函数
在指定seconds后，内核会给当前进程发送SIGALRM信号。进程收到该信号，默认动作终止。
setitimer函数

alarm()函数并不轮询定时，因此可以在func（）中收到SIGALRM后，在次设定alarm()函数

四、举例说明信号集操作函数的使用

使用man 3 sigsetops查看手册：

编写一个打印sigset_t的函数：

void printsigset(const sigset_t *set)
 {
	int i;
	for (i = 1; i <= 64; i++) {
	if (i==33)
	putchar(' ');
	if (sigismember(set, i) == 1)
	putchar('1');
	else
	putchar('0');
	}
	puts("");
}

该函数通常查看信号集操作函数对信号集操作后的结果：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
void printsigset(const sigset_t *set)
{
	int i;
	for (i = 1; i <= 64; i++) {
		if (i==33)
			putchar(' ');
		if (sigismember(set, i) == 1)
			putchar('1');
		else
			putchar('0');
	}
	puts("");
}
int main() {
	sigset_t st;
	printf("1. create set\n");
	printsigset(&st);
 
	printf("\n2. vertify sigset_t is a 64-bit integer\n");
	unsigned int test[2] = {0xf0f0f0f0, 0xf0f0f0f0};
	printsigset((sigset_t*)test); // 这种方法不被推荐，仅供测试用。
	
	// fill set
	printf("\n3. fill set\n");
	sigfillset(&st);
	printsigset(&st);
	
	// empty set 
	printf("\n4. empty set\n");
	sigemptyset(&st);
	printsigset(&st); 
	
	// add sig
	printf("\n5. add SIGHUP(1), SIGINT(2), SIGKILL(9), SIGSYS(31), SIGRTMIN(34) and SIGRTMAX(64) to set\n");
	sigaddset(&st, SIGHUP);
	sigaddset(&st, SIGINT);
	sigaddset(&st, SIGKILL);
	sigaddset(&st, SIGSYS);
	sigaddset(&st, SIGRTMIN);
	sigaddset(&st, SIGRTMAX);
	printsigset(&st);
 
	// delete sig
	printf("\n6. delete SIGKILL from set\n");
	sigdelset(&st, SIGKILL);
	printsigset(&st);
 
	// is member
	printf("\n");
	if (sigismember(&st, SIGKILL)) {
	printf("SIGKILL is member\n");
	}
	if (sigismember(&st, SIGINT)) {
	printf("SIGINT is member\n");
	}
	return 0;
}

输入上面代码，编译并运行：

五、举例说明对阻塞信号与未决信号的理解

在一个进程中，保存了两个信号集（在PCB中），分别是阻塞信号集，还有一个未决信号集。当你使用sigprocmask的时候，就会修改阻塞信号集。当你的进程一收到信号且该信号被阻塞，它首先进入到未决信号集中（就是一个 sigset_t ），当未决信号集中的信号被信号处理函数（你自己定义的或者系统默认的）处理，就会从未决信号集中删除。如果一个信号加入阻塞信号集，该信号的信号处理函数就不会被调用。

man sigprocmask

对于未决信号集我们不能直接操作，可以使用 sigpending 函数获取未决信号集。

man sigpending

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <stdlib.h>
void printsigset(const sigset_t *set)
{
	int i;
	for (i = 1; i <= 64; i++) {
		if (i==33)
			putchar(' ');
		if (sigismember(set, i) == 1)
			putchar('1');
		else
			putchar('0');
	}
	puts("");
}

void handler(int sig) {
	if (sig == SIGINT)
		printf("hello SIGINT\n");
	if (sig == SIGQUIT)
		printf("hello SIGQUIT\n");
 }
 
int main() {
	printf("I'm %d\n", getpid());
	
	sigset_t st, oldst;
	sigemptyset(&st);
	sigaddset(&st, SIGINT);
	sigaddset(&st, SIGTSTP);
	sigprocmask(SIG_BLOCK, &st, &oldst);
	printf("new set:");
	printsigset(&st);
	printf("old set:");
	printsigset(&oldst);
 
	if (SIG_ERR == signal(SIGINT, handler)) {
		perror("signal SIGINT");
		return 1;
	}
	
	if (SIG_ERR == signal(SIGQUIT, handler)) {
		perror("signal SIGQUIT");
		return 1;
	}
	
	puts("");
	
	int n = 0;

	while(1) {
		sigpending(&st);
		printsigset(&st);
		puts("");
		sleep(1);
		
		if (n == 10) {
			sigset_t tmp;
			sigemptyset(&tmp);
			sigaddset(&tmp, SIGINT);
			sigprocmask(SIG_UNBLOCK, &tmp, NULL);
		}  
		
		++n;
	}
	return 0;
}

程序的功能是先把 SIGINT 、 SIGTSTP 加入到了进程阻塞信号集中去。接下来，每隔一秒打印一次未决信号集，第 10 次的时候，又把 SIGINT 信号从阻塞信号集中删除。编译运行后：

六、举例说明 sigaction() 函数的使用

不同于 signal 函数， sigaction 函数是符合 POSIX 标准的，而 signal 只是 ANSI C 定义的函数。除了上面的区别外， sigaction 提供了更多的功能。比如它可以处理带参数的信号，在信号处理的时候，可以屏蔽其它信号等等。

下面给出一个程序来说明 sigaction() 函数的使用，程序注册了信号 SIGINT 和 SIGTSTP . 需要注意

的一点是 sa_mask 被设置为 SIGINT ，它表示当执行信号处理函数的时候，阻塞信 SIGINT 信号。我

在 handler 函数加入了一打印未决信号的功能，以验证执行到 handler 的时候发送 SIGINT 是被阻

塞住的。

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
void printsigset(const sigset_t *set)
{
	int i;
	for (i = 1; i <= 64; i++) {
		if (i==33)
			putchar(' ');
		if (sigismember(set, i) == 1)
			putchar('1');
		else
			putchar('0');
	}
	puts("");
}
 
void handler(int sig) {
	if (sig == SIGTSTP)
		printf("hello SIGTSTP\n");
	if (sig == SIGINT)
		printf("hello SIGINT\n");
	sleep(5);
	sigset_t st;
	sigpending(&st);
	printsigset(&st);
}

int main() {
	printf("I'm %d\n", getpid());
	struct sigaction act, oldact; 
	act.sa_handler = handler; // 设置普通信号处理函数
 
	// 向 sa_mask 中添加 SIGINT
	sigemptyset(&act.sa_mask);
	sigaddset(&act.sa_mask, SIGINT);
	act.sa_flags = 0; // 先置 0
 
	sigaction(SIGTSTP, &act, &oldact);
	sigaction(SIGINT, &act, &oldact);
 
	while(1) {
		write(STDOUT_FILENO, ".", 1);
		pause();
	}
	return 0;
}

输入上面代码，编译并运行：

当程序运行的时候， Ctrl+C 进入 handler ，然后立即 Ctrl+Z 发现 handler 还未执行完就被

SIGTSTP 打断.

当程序运行的时候， Ctrl+Z 进入 handler ，然后立即 Ctrl+C 发现并不会被 SIGINT 打断，这是因

为该 handler 注册的时候被设置了 SA_MASK = SIGINT 。最后 handler 结束的时候打印了未决信号

集，发现里头有 SIGINT 。所以 handler 结束后，又去继续对 SIGINT 进行处理。

posted on 2020-05-19 16:16 Astralia的Xyp9x本人阅读(125) 评论(0) 编辑收藏举报

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1.在当前终端通过按键组合向该进程发送信号 CTRL+C 、 CTRL+Z 、 CTRL+\ ，

2. 另外再开启一个终端，在终端通过输入 kill 命令来给进程发送信号，进程的 pid 在程序运行的第一行输出.

3)我们编写一个简单的程序，该程序调用 kill() 函数向某个进程发送信号

二、使用 signal() 函数来捕捉信号。

三、通过举例说明alarm()函数和settimer()函数的使用

四、举例说明信号集操作函数的使用

五、举例说明对阻塞信号与未决信号的理解

六、举例说明 sigaction() 函数的使用

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五、举例说明对阻塞信号与未决信号的理解

六、举例说明 sigaction() 函数的使用

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