Linux 进程间通信 --- 信号通信 --- signal --- signal(SIGINT, my_func); --- 按键驱动异步通知（转）
信号 ( signal ) 机制是 UNIX 系统中最为古老的进程间通信机制，很多条件可以产生一个信号.
信号的产生：
1，当用户按下某些按键时，产生信号.
2，硬件异常产生信号：除数为 0 ，无效的存储访问等等.这些情况通常由硬件检测到，将其通知内核，
然后内核产生适当的信号通知进程，例如，内核对正访问一个无效存储区的进程产生一个 SIGSEGV 信号.
3，进程用 kill 函数 将信号发送给另一个进程.
4，用户可用 kill 命令将信号发送给其他进程.
信号类型 - SIGHUP SIGINT SIGKILL SIGTERM SIGCHLD SIGSTOP：
信号处理：
当某信号出现时，将按照下列三种方式中的一种进行处理.
1，忽略此信号：
大多数信号都按照这种方式进行处理，但有两种信号却决不能被忽略.
它们是：SIGKILL 和 SIGSTOP . 这两种信号不能被忽略的原因是：它们向
超级用户提供了一种终止或停止进程的方法.
2，执行用户希望的动作：
通知内核在某种信号发生时，调用一个用户函数，在用户函数中，执行用户希望的处理.
3，执行系统默认动作：
对大多数信号的系统默认动作是终止该进程.
当系统捕捉到某个信号时，可以忽略该信号或是使用指定的处理函数来处理该信号，或者使用系统默认的方式.
信号处理的主要方法有两种，一种是使用简单的 signal 函数，另一个是使用信号集函数.
信号发送 - kill 和 raise ：
信号发送的主要函数有 kill 和 raise .
区别：
kill 既可以向自身发送信号，也可以向其他进程发送信号，与 kill 函数不同的是，raise 函数是向 自身 发送信号.
函数：
#include < sys/types.h >
#include < signal.h >
int kill ( pid_t pai, int signo )
int raise ( int signo )
kill 的 pid 参数有四种不同情况：
1， pid > 0
将信号发送给进程 ID 为 pid 的进程.
2，pid = 0
将信号发送给同组的进程.
3，pid < 0
将信号发送给其进程组 ID 等于 pid 绝对值的进程.
4，pid = -1
将信号发送给所有进程.
Alarm信号闹钟 unsigned int alarm：
使用 alarm 函数可以设置一个时间值 ( 闹钟时间 )，当所设置的时间到了时，产生 SIGALRM 信号，
如果不能扑捉此信号，则默认动作是终止该进程.
函数： unsigned int alarm ( unsigned int seconds )
经过了指定的 seconds 秒后会产生信号 SIGALRM.
每个进程只能有一个闹钟时间，如果在调用 alarm 时，以前已为该进程设置过闹钟时间，而且它还没有
超时，以前等级的闹钟时间则被新值替换.
如果有以前登记的尚未超时的闹钟时间，而这次 seconds 值是0 ，则表示取消以前的闹钟.
pause 函数 int pause ( void )：
pause 函数使调用进程挂起直至捕捉到一个信号.
函数： int pause ( void )
只有执行了一个信号处理函数后，挂起才结束.
signal 函数 void ( *signal ( int signo , void ( *func ) ( int ) ) ) ( int )：
#include < signal.h >
void ( *signal ( int signo , void ( *func ) ( int ) ) ) ( int )
如何理解：
typedef void ( *sighandler_t ) ( int )
sighandler_t signal ( int signum , sighandler_t handler )
Func 可能的值是：
1，SIG_IGN ：忽略此信号.
2，SIG_DFL ：按照系统默认方式处理.
3，信号处理函数名：使用该函数处理.
实例 --- 小测试：
1 #include <signal.h> 2 #include <stdio.h> 3 #include <stdlib.h> 4 5 void my_func(int sign_no) 6 { 7 if(sign_no==SIGINT) 8 printf("I have get SIGINT\n"); 9 else if(sign_no==SIGQUIT) 10 printf("I have get SIGQUIT\n"); 11 } 12 int main() 13 { 14 printf("Waiting for signal SIGINT or SIGQUIT \n "); 15 16 /*注册信号处理函数*/ 17 signal(SIGINT, my_func); 18 signal(SIGQUIT, my_func); 19 20 pause(); 21 exit(0); 22 }
测试方法：在终端下将该进程运行起来，然后 进程pause 了，我们再用 kill 给进程发送信号，
在另一终端下ps aux 可以找到运行进程的进程号.
然后kill -s SIGQUIT +进程号 我们可以在前一个终端下看到 I have get SIGQUIT.
SIGUSR1 ：
kill -usr1 PID .
实例 --- 按键驱动异步通知：
驱动异步通知应用程序.
1，应用程序 注册信号处理函数 signal ( SIGIO , my_signal_fun ) ：
1 #include <sys/types.h> 2 #include <sys/stat.h> 3 #include <fcntl.h> 4 #include <stdio.h> 5 #include <poll.h> 6 #include <signal.h> 7 #include <sys/types.h> 8 #include <unistd.h> 9 #include <fcntl.h> 10 11 int fd; //全局变量； 12 13 /* 14 15 应用程序 不会主动 的去读键值； 16 my_signal_fun 什么时候被调用呢? 17 18 在驱动程序的中断处理函数 static irqreturn_t buttons_irq(int irq, void *dev_id) 中， 19 有信号发送函数 kill_fasync (&button_async, SIGIO, POLL_IN) ； 20 当有按键按下时候，就会给应用程序发送一个信号; 21 这个信号就会触发 应用程序 调用信号处理函数 signal(SIGIO, my_signal_fun); 22 信号处理函数指向了 void my_signal_fun(int signum) 函数； 23 24 */ 25 26 void my_signal_fun(int signum) 27 { 28 unsigned char key_val; 29 read(fd, &key_val, 1); //读取键值； 30 printf("key_val: 0x%x\n", key_val); 31 } 32 33 int main(int argc, char **argv) 34 { 35 int Oflags; 36 37 signal(SIGIO, my_signal_fun); /* 应用程序注册信号处理函数 */ 38 // SIGIO 表示 Io 有数据可供读取； 39 40 fd = open("/dev/buttons", O_RDWR | O_NONBLOCK); 41 if (fd < 0) 42 { 43 printf("can't open!\n"); 44 return -1; 45 } 46 /* 驱动程序发信号 */ 47 fcntl(fd, F_SETOWN, getpid()); /* 信号发给谁，是通过这段程序告诉内核的 */ 48 /* getpid() 获取应用程序PID */ 49 50 /* 改变 Oflags 为异步通知 FASYNC*/ 51 Oflags = fcntl(fd, F_GETFL); //读取 Oflags； 52 //改变 Oflags； 53 fcntl(fd, F_SETFL, Oflags | FASYNC); //这样，驱动程序里面的 .fasync = sixth_drv_fasync, 函数指针就会被调用； 54 // 改变 FASYNC标志， 最终调用到驱动的 fasync -> fasync_helper 55 //来初始化/或/释放 fasync_struct； 56 while (1) 57 { 58 sleep(1000); 59 } 60 61 return 0; 62 }
2，谁发信号：驱动程序：
3，发给谁：应用程序 ； 应用程序要告诉驱动程序 其PID：
4，驱动程序怎么发信号：调用函数：kill_fasync ：
在驱动程序开头 定义结构 fasync_struct ：
static struct fasync_struct *button_async;
初始化 fasync_struct 结构体 使用 fasync_helper ：
在应用程序调用 .fasync = sixth_drv_fasync, 时候，调用 fasync_helper 函数 来初始化 struct fasync_struct *button_async 结构体；
struct fasync_struct *button_async 这个结构在 发信号的时候 kill_fasync (&button_async, SIGIO, POLL_IN) 能用的到；
1 static int sixth_drv_fasync (int fd, struct file *filp, int on) 2 { 3 printk("driver: sixth_drv_fasync\n"); 4 return fasync_helper (fd, filp, on, &button_async); /* 初始化结构体 */ 5 } 6 7 static struct file_operations sencod_drv_fops = { 8 .owner = THIS_MODULE, /* 这是一个宏，推向编译模块时自动创建的__this_module变量 */ 9 .open = sixth_drv_open, 10 .read = sixth_drv_read, 11 .release = sixth_drv_close, 12 .poll = sixth_drv_poll, 13 .fasync = sixth_drv_fasync, /**************************** FASYNC ********************************/ 14 };
在按键驱动 服务程序 中发送信号 kill_fasync ：
kill_fasync 需要三个参数：
第一个：&button_async 包含进程 ID ， 也就是 发给谁，
第二个： 发什么，发 SIGIO 这个信号，SIGIO 表示 Io 有数据可供读取；
第三个：POLL_IN ， 原因， 表示有数据在等待读取；
1 static irqreturn_t buttons_irq(int irq, void *dev_id) 2 { 3 struct pin_desc * pindesc = (struct pin_desc *)dev_id; 4 unsigned int pinval; 5 6 pinval = s3c2410_gpio_getpin(pindesc->pin); 7 8 if (pinval) 9 { 10 /* 松开 */ 11 key_val = 0x80 | pindesc->key_val; 12 } 13 else 14 { 15 /* 按下 */ 16 key_val = pindesc->key_val; 17 } 18 19 ev_press = 1; /* 表示中断发生了 */ 20 wake_up_interruptible(&button_waitq); /* 唤醒休眠的进程 */ 21 22 kill_fasync (&button_async, SIGIO, POLL_IN); /******** kill_fasync 发送信号 *********/ 23 24 return IRQ_RETVAL(IRQ_HANDLED); 25 }
总结：
为了使得设备支持异步通知机制，驱动程序最终涉及以下 3 项工作：
1，支持 F_SETOWN 命令 ：
能在这个控制命令处理中设置 filp->f_owner 为对应进程 ID；
此项操作由内核完成，设备驱动无须处理；
2，支持 F_SETFL 命令的处理：
当 FASYNC 标志改变的时候，驱动操作中的 fasync () 函数将得以执行；
驱动程序实现 fasync () 函数；
3，调用 kill_fasync () 函数：
在设备资源可获得时， 调用 kill_fasync () 函数激发相应的信号.
【推荐】国内首个AI IDE，深度理解中文开发场景，立即下载体验Trae
【推荐】编程新体验，更懂你的AI，立即体验豆包MarsCode编程助手
【推荐】抖音旗下AI助手豆包，你的智能百科全书，全免费不限次数
【推荐】轻量又高性能的 SSH 工具 IShell：AI 加持，快人一步
· 记一次.NET内存居高不下排查解决与启示
· 探究高空视频全景AR技术的实现原理
· 理解Rust引用及其生命周期标识（上）
· 浏览器原生「磁吸」效果！Anchor Positioning 锚点定位神器解析
· 没有源码，如何修改代码逻辑？
· 全程不用写代码，我用AI程序员写了一个飞机大战
· MongoDB 8.0这个新功能碉堡了，比商业数据库还牛
· 记一次.NET内存居高不下排查解决与启示
· DeepSeek 开源周回顾「GitHub 热点速览」
· 白话解读 Dapr 1.15：你的「微服务管家」又秀新绝活了