linux 信号与处理

一、linux信号是什么

1. 基本概念
   信号是事件发生时对进程的通知机制，也就是所谓的软件中断。信号和硬件的中断类似，是软件层对中断机制的模拟，在多数情况下是无法预测信号产生的时间，所以软件层提供了一种处理异步事件的方法。

二、 信号来源

信号的来源分为硬件来源和软件来源。

1. 硬件来源：

• 硬件发生异常,即硬件检测到错误条件并通知内核，随即再由内核发送相应的信号给相关进程,如除数为0、无效的内存引用等。
• 用户按终端键,引起终端产生的信号（比如Ctrl + C键产生SIGINT）。

1. 软件来源：

• 用户通过指令杀死，如kill指令。
• 发生软件事件, 如程序执行raise, alarm、setitimer、sigqueue等函数。

三、 信号处理

信号通常是发送给对应的进程，当信号到达后，该进程需要做出相应的处理措施，通常进程会视具体信号执行相应的操作，有三种操作方式。

1. 忽略信号：
     信号到达后、直接忽略，就好像是没有出该信号，信号对该进程不会产生任何影响。事实上，大多数信号都可以使用这种方式进行处理，但有两种信号却决不能被忽略，分别是SIGKILL 和 SIGSTOP。
2. 捕获信号：
     当信号到达进程后，执行signal()绑定好的信号处理函数。
3. 执行系统默认操作：
     进程不对该信号事件作出处理，而是交由系统进行处理，每一种信号都会有其对应的系统默认的处理方式。

四、常见信号

在linux系统中通过

kill -l

命令可以查看到相应的信号。信号编号是从 1 开始，不存在编号为 0 的信号，事实上 kill()函数对信号编号 0 有着特殊的应用。

注意：括号\” ) \”前面的数字对应该信号的编号，编号 1~31 所对应的是不可靠信号，编号 34~64 对应的是可靠信号，从图中可知，可靠信号并没有一个具体对应的名字，而是使用了 SIGRTMIN+N 或 SIGRTMAXN 的方式来表示。其中32和33空缺。
不可靠信号表

五、信号处理

1. signal()
   \”signal.h\”信号处理库提供了signal函数，用来捕获突发事件。以下是 signal() 函数的语法ads。

typedef void (*sighandler_t)(int);sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);

• signum：可使用信号名（宏）或信号的数字编号，建议使用信号名。
• handler：参数 handler 既可以设置为用户自定义的函数,也可以设置为 SIG_IGN 或 SIG_DFL，SIG_IGN 表示此进程需要忽略该信号，SIG_DFL 则表示设置为系统默认操作。

1. raise()
   有时进程需要向自身发送信号，raise()函数可用于实现这一要求.

int raise(int sig);

• sig：需要发送的信号。

1. sigaction()
   除了signal()之外，sigaction()系统调用是设置信号处理方式的另一选择,虽然 signal()函数简单好用，而 sigaction()更为复杂，但作为回报，sigaction()也更具灵活性以及移植性。

int sigaction(int signum, const struct sigaction *act, struct sigaction *oldact);

• signum：需要设置的信号，除了 SIGKILL 信号和 SIGSTOP 信号之外的任何信号。
• act：参数 act 不为 NULL，则表示需要为信号设置新的处理方式；如果参数 act 为 NULL，则表示无需改变信号当前的处理方式
• oldact：参数oldact 不为 NULL，则会将信号之前的处理方式等信息通过参数 oldact 返回出来；如果无意获取此类信息，那么可将该参数设置为 NULL。
• 返回值：成功返回 0；失败将返回-1，并设置 errno。
  struct sigaction 结构体

struct sigaction {void     (*sa_handler)(int);void     (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *);sigset_t   sa_mask;int        sa_flags;void     (*sa_restorer)(void);};

• sa_handler：指定信号处理函数，与 signal()函数的 handler 参数相同。
• sa_sigaction：也用于指定信号处理函数，这是一个替代的信号处理函数。
• sa_mask：参数 sa_mask 定义了一组信号。
• sa_restorer：该成员已过时，不要再使用了。
• sa_flags：参数 sa_flags 指定了一组标志，这些标志用于控制信号的处理过程。

1. kill()
   kill()系统调用可将信号发送给指定的进程或进程组中的每一个进程。

int kill(pid_t pid, int sig);

• pid：参数 pid 为正数的情况下，用于指定接收此信号的进程 pid。
• sig：参数 sig 指定需要发送的信号，也可设置为 0，如果参数 sig 设置为 0 则表示不发送信号，但任执行错误检查，这通常可用于检查参数 pid 指定的进程是否存在。
• 返回值：成功返回 0；失败将返回-1，并设置 errno。

1. alarm()
   使用 alarm()函数可以设置一个定时器（闹钟），当定时器定时时间到时，内核会向进程发送 SIGALRM信号。

unsigned int alarm(unsigned int seconds);

• seconds：设置定时时间，以秒为单位；如果参数 seconds 等于 0，则表示取消之前设置的 alarm 闹钟。
• 返回值：如果在调用 alarm()时，之前已经为该进程设置了 alarm 闹钟还没有超时，则该闹钟的剩余值作为本次 alarm()函数调用的返回值，之前设置的闹钟则被新的替代；否则返回 0。
2. pause()
   pause()系统调用可以使得进程暂停运行、进入休眠状态，直到进程捕获到一个信号为止，只有执行了信号处理函数并从其返回时，pause()才返回，在这种情况下，pause()返回-1，并且将 errno 设置为EINTR。

int pause(void);

1. 使用案例
   demo1

#include <stdio.h>#include <signal.h>#include <stdlib.h>#include <unistd.h>void signal_handler(int signum){printf(\"Interrupt signal (%d) received. \\n\", signum);switch(signum){case SIGINT:printf(\"ctrl + c \\n\");exit(signum);break;case SIGQUIT:printf(\"ctrl + \\\\ \\n\");exit(signum);}}int main(int argc, char *argv[]) {int i = 0;//注册信号与信号处理程序signal(SIGINT, signal_handler);signal(SIGQUIT, signal_handler);while(1){printf(\"Going to sleep....\\n\");if (i > 5){raise( SIGINT);}sleep(1);i++;}return 0;}

参考文献

Linux信号(signal)机制：http://gityuan.com/2015/12/20/signal/
linux 信号及处理过程详解:https://blog.csdn.net/u010765526/article/details/80085895
linux kill信号详解:https://www.geek-share.com/detail/2707194922.html
《正点原子应用编程指南》