linux--信号

信号概念

信号是用于通知发生某些事件，然后打断进程当前操作，改去处理该发生事件的进程间通信方式之一
信号实质是进程PCB（task_struct）中的一个位图表，其中包含两个位图和一个函数指针：阻塞位图（blocked），未决位图（pending），信号递达函数指针（handler）
信号也是软件中断的方式之一

查看信号列表命令：kill -l
信号格式：编号 + 宏定义名称
信号的总数：62个
信号分类：
1.非可靠信号（非实时信号）：继承于unix，每一个信号都对应一个固定的事件；总共有31个，编号由1–31；当某个信号已经被注册了之后，再次出现该信号，则直接丢弃该信号，不对其进行注册。
2.可靠信号（实时信号）：总共31个，编号由34–64；不管该信号有没有被注册过，都不会丢弃信号。

中断
概念：打断当前操作，并且去处理该打断事件的过程
分类： 硬件中断、软件中断

信号生命周期：
信号产生–>信号注册–>（信号阻塞/屏蔽）–>信号注销–>信号处理（递达）

注：信号的阻塞/屏蔽不一定在信号生命周期当中
图分析：

信号产生

产生方式：
1.硬件中断：如CTRL+C，表示对该进程发送2号信号SIGINT…

2.硬件异常：如非法内存访问…

3.命令产生：kill + 信号编号g + 进程id，表示对id进程发送信号g

4.系统函数产生：
(a)：kill函数：int kill(int pid, int signo);
对任意进程发送任意信号
signo：表示信号编号，一般有信号的宏定义名称
成功返回0，失败-1。

(b)：raise函数：int raise(int signo);
进程对自己发送任意信号

( c)：sigqueue函数：int sigqueue(int pid, int signo, union sigval value);
比kill函数多带一个参数

(d)：abort函数：void abort(void);
对自己发送一个abort信号
该函数一定成功，所以没有返回值

(e)：alarm接口调用：int alarm(unsigned int second);
对自己设置一个闹钟，即second秒之后，对自己发送一个alarm信号；第二个闹钟会 覆盖 第一个闹钟。
若second参数为0，则表示取消闹钟设置
返回值：返回上一个闹钟还剩余的秒数或0

信号产生代码测试：https://gitee.com/free_xin/codes/jeougyq13al7phkz89tsd14

信号注册：

概念：在进程PCB（task_struct）中的pending表中记录收到的信号
pending表（未决）
概念：信号在内核中注册的位置；
非可靠信号： 当进程收到一个信号时，在进程PCB中的pending表中记录该信号结点，并且对应该信号的位图置1，当再次收到该信号时，直接丢弃。
可靠信号： 和非可靠信号不同的是，再次收到该信号时，会将该结点链接到原来的信号结点之后

注：该信号结点采用的是sigset_t数据结构（信号集）

信号阻塞/屏蔽

blocked表（阻塞）
概念：默认该表中对应的信号都是非阻塞，当收到要阻塞信号的命令时，会将对应该信号的比特位置1。
采用的是sigset_t数据结构（信号集）
设置/解除阻塞信号：
1.步骤：
定义阻塞信号集（屏蔽字）–>初始化（清空）信号集–>添加要阻塞/解除阻塞的信号–>设置屏蔽/解除阻塞

清空信号集函数： int sigemptyset(sigset_t set);
表示将所有比特位清零，表示该信号集不包含任何有效信号。

添加信号函数：int sigadddset(sigset_t set, int signo);

设置屏蔽函数：int sigprocmask(int how, const sigset_t set, const sigset_t oset);
how：要对新的信号集执行的操作；SIG_BLOCK：设置屏蔽/阻塞；SIG_UNBLOCK：设置非阻塞/解除阻塞
set：要设置的新的信号集
oset：将老的信号集拿出保存

其他信号集函数：
填充信号集函数：int sigfillset(sigset_t *set);
表示将用系统中支持的所有信号填充该信号集。 也可以用于初始化
删除信号集中某个信号函数：int sigdelset(sigset_t *set, int signo);
判定某个信号是否在该信号集中：int sigismember(const sigset_t *set， int signo);
只有该函数为布尔函数，存在返回1，不存在返回0，出错返回-1；其他函数均成功返回0，失败返回-1。

获取当前进程的未决信号集：int sigpending(sigset_t set);
set： 作为输出型参数，用于获取该进程的未决信号集
成功返回0，失败返回-1。

信号阻塞测试代码：https://gitee.com/free_xin/codes/p9uwxdjz8f2im5e3yhl6s69

信号注销

概念：在pending表中将已经递达的信号移除
对于非可靠信号：将信号结点移除，将对应位图置0
对于可靠信号：将该信号结点移除，查看是否还存在与该信号相同的信号结点；若有，则不处理位图；若无，则将对应位图置0

信号处理（递达）（捕捉）

条件：当进程从内核态回到用户态时，检查pending表中是否有未递达的信号，然后在blocked表中查看该信号是否被阻塞，若存在没有被阻塞的未递达的信号，则对该信号进行递达处理。
信号处理方式：
1.忽略：直接将该信号注销
2.默认处理方式：执行系统定义好的对应该信号的处理方式
3.自定义处理方式：自己定义处理方式

信号处理（递达）函数：
1.sighandler_t signal(int signo, sighandler_t handler);
signo：要处理的信号的宏定义名称
handler：要对该信号进行的处理方式
a).SIG_IGN：忽略处理
b).SIG_DFL：默认处理
c).自己定义的处理方式的函数名
成功返回0，失败返回-1
2.int sigaction(int signo, const struct sigaction act, struct sigaction oact);
signo：要处理的信号的宏定义名称
act：是sigaction结构体，表示对该信号的要执行什么处理操作；
oact：sigaction结构体，记录原来对该信号的处理操作
成功返回0，失败返回-1.

sigaction结构体解析：

3.int pause(void);
作用：使进程挂起等待，直到有信号递达
返回值：若信号递达动作是进程终止，则该进程终止，无返回值；若信号递达动作是忽略，则该进程继续挂起等待，无返回值；若信号递达动作为自定义函数，则执行自定义函数之后返回-1,；失败也返回-1；

信号捕捉示意图：

信号是我认为Linux中很难的部分，关于信号集（sigset_t）结构体、以及三张位图表的内容一直没搞懂，希望以后能搞懂一下…

希望有大佬可以指教指教我。。。