UNIX环境C语言--信号

UNIX环境C语言--信号

一、基本概念
1、中断：中止、暂停当前正在执行的进程，转而去执行其他的任务
　　硬中断：来自硬件设备的中断
　　软中断：来自其他程序的中断

2、信号：信号是一种软中断，可以把他看作是进程与进程、内核与进程通信的一种方式，它为进程的异步执行，提供了技术支持

3、常见的信号
　　SIGINT(2) 终端中断符信号 用户按中断键(Ctrl+C)，产生此信号，并送至前台进程组的所有进程 终止
　　SIGQUIT(3) 终端退出符信号 用户按退出键(Ctrl+\)，产生此信号，并送至前台进程组的所有进程 终止+core
　　SIGABRT(6) 异常终止信号 调用abort函数，产生此信号 终止+core
　　SIGFPE(8) 算术异常信号 表示一个算术运算异常，例如除以0、浮点溢出等 终止+core
　　SIGKILL(9) 终止信号 不能被捕获或忽略。常用于杀死进程 终止
　　SIGSEGV(11) 段错误信号 试图访问未分配的内存，或向没有写权限的内存写入数据 终止+core
　　SIGALRM(14) 闹钟信号 以alarm函数设置的计时器到期，或以setitimer函数设置的间隔时间到期，均产生此信号 终止
　　SIGCHLD(17) 子进程状态改变信号 在一个进程终止或停止时，将此信号发送给其父进程 忽略
　　SIGCONT(18) 使停止的进程继续 向处于停止状态的进程发送此信号，令其继续运行 继续/忽略
　　SIGSTOP(19) 停止信号 不能被捕获或忽略。停止一个进程 停止进程
　　SIGTSTP(20) 终端停止符信号 用户按停止键(Ctrl+Z)，产生此信号，并送至前台进程组的所有进程 停止进程

4、不可靠的信号（非实时）
　　a、编号小于SIGRGMI(34)的信号都是不可靠的，这些信号是建立在早期的信号机制上的，一个事件的发生可能会产生多次信号
　　b、不可靠信号不支持排除，在接收信号的时候可能会丢失，如果一个信号发送给进程多次，它可能只接收到一次，其它的可能就丢失了
　　c、进程在处理这种信号的时候，哪怕设置的信号处理函数，当信号处理函数执行完毕后，会再次恢复成默认的信号处理方式

5、可靠信号（实时）
　　a、位于[SIGRGMI(34),SIGRTMAX(64)]区间的都是可靠信号
　　b、可靠信号支持排队，不会丢失
　　c、无论是可靠信号还是不可靠信号都是通过:kill、signal、sigqueue、sigaction进行处理

6、信号的来源
　　硬件来源：
　　　　键盘：Ctrl + c、Ctrl + \、Ctrl + z
　　　　驱动：硬件设备被激活、使用、失效
　　　　内存：非法访问内存
　　软件来源：
　　　　命令：kill、killall
　　　　函数：kill/raise/alarm/setitimer/

7、信号的处理方式
　　a、忽略
　　b、终止
　　c、终止+core
　　　　core dump 把内存的使用情况仍出来
　　　　core文件是一种二进制文件，需要一些高度工具才能解析出来（gdb）
　　　　　　1、gcc -g core.c -> 生成带调试信息的可执行文件
　　　　　　2、运行可执行文件
　　　　　　3、gdb ./a.out core 程序会停止在产生错误的位置
　　　　　　ubuntu默认不产生core文件，需要使用命令设置：ulimit -c unlimited
　　d、捕获并处理

二、信号的捕获并处理 //signal.c
　　#include

　　typedef void (*sighandler_t)(int);

　　sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);
　　功能：向内核注册一个信号处理函数
　　　　signum：信号的编号，可以直接写数字，也可以使用系统提供的宏
　　　　handler：信号的处理方式
　　　　　　函数指针
　　　　　　SIG_IGN 忽略信号
　　　　　　SIG_DFL 恢复信号默认的处理方式
　　　　　　返回值：是之前信号的处理方式
　　　　　　函数指针、SIG_IGN、SIG_DFl、SIG_ERR

　　　　1、在有些系统中向内核注册的信号处理函数只执行一次（在执行前就被恢复成默认的处理方式），如果想持续处理信号，可以在每次的处理函数结束时再次注册
　　　　2、SIGKILL、SIGSTOP不能被捕获也不能被忽略di
　　　　3、普通用户只能给自己的进程发信号，root用户可以给任意进程发送信号

三、子进程的信号处理
　　1、通过fork创建的子进程会继承父进程的信号处理方式 //fork_signal.c
　　2、通过vfork+exec创建的子进程不会继承父进程的信号处理方式，会恢复成默认的

四、信号的发送
　　1、键盘
　　　　Ctrl+c 终端中断信号
　　　　Ctrl+z 终端暂停信号，fg命令再次开启
　　　　Ctrl+\ 终端退出信号
　　2、错误产生的信号
　　　　除0
　　　　非法内存访问
　　　　硬件总线
　　3、命令产生的信号
　　　　kill -信号 进程号
　　　　killall -信号 程序名（杀死所有同名的进程）
　　4、函数产生的信号
　　　　int kill(pid_t pid, int sig);
　　　　功能：向指定的进程发送信号
　　　　　　pid：与waitpid一样
　　　　　　sig：信号码
　　　　　　　　0表示空信号，不会向进程发送信号，但是会测试是否能向pid发送信号，这样可以检测一个进程是否存在，返回-1表示进程不存在，errno为ESRCH
　　　　　　返回值：-1，说明进程不存在

　　　　int raise(int sig);
　　　　功能：向自己发送信号

五、pause
　　#include
　　int pause(void);
　　功能：休眠

1、进程调用了pause函数后会入睡眠状态，直到有信号把它叫醒（不被忽略的信号）
2、当信号来临后，先执行信号处理函数，信号处理函数结束后pause再返回
3、pause函数要么不返回（一直睡眠），要么返回-1，并且修改errno的值
4、从功能上来讲它相当于没有时间限制的sleep函数

六、sleep
　　#include
　　unsigned int sleep(unsigned int seconds);
　　功能：使用调用的进程睡眠seconds秒
1、调用sleep的进程如果没有睡眠足够的秒数，除非收到信号才会返回
2、sleep的返回值是0，或剩余睡眠的妙数
3、相当于有时间限制的pause

　　int usleep（useconds_t usec）;
　　功能：睡眠usec微秒
　　1秒=1000毫秒=1000000微秒
　　它是一种更精确的睡眠函数

七、alarm
　　#include
　　unsigned int alarm(unsigned int seconds);
　　功能：定时一个闹钟信号
1、让内核向调用它的进程，在secongds秒后发送一个时钟信号SIGALRM信号
2、SIGALRM信号的默认处理方式是直接退出


八、信号集和信号屏蔽
1、信号集：
多个信号的集合，sigset_t
由128个二进制位组成，每个二进制位表示一个信号
#include
int sigemptyset(sigset_t *set);
功能：清空信号集

int sigfillset(sigset_t *set);
功能：填满信号集

int sigaddset(sigset_t *set, int signum);
功能：从信号集中添加信号

int sigdelset(sigset_t *set, int signum);
功能：从信号集中删除信号

int sigismember(const sigset_t *set, int signum);
功能：测试信号集中是否有某个信号
返回值：有返回1，没有返回0，失败返回-1

2、屏蔽信号集中的信号
每个进程都有一个信号掩码（signal mask），它就是一个信号集，里面包含了进程所屏蔽的信号
#include
int sigprocmask(int how, const sigset_t *set, sigset_t *oldset);
功能：设置进程的信号掩码（信号屏蔽码）
how：修改信号掩码的方式
SIG_BLOCK：向信号掩码中添加信号
SIG_UNBLOCK：从信号掩码中删除信号
SIG_SETMASK：用新的信号集替旧的信号掩码
newset：新添加、删除、替换的信号集，也可以为空
oldset：获取旧的信号掩码
当newset为空时，就是在备份信号掩码

当进程执行一些敏感操作时不希望被打扰(原子操作)，此时需要屏蔽信号
屏蔽信号的目的不是为了不接收信号，而是延迟接收，当处理完要做的事情后，应该把屏蔽的信号还原
当信号屏蔽时发生的信号会记录一次，这个信号设置为末决状态，当信号屏蔽结束后，会再发送一次
不可靠信号在信号屏蔽期间无论信号发送多少次，信号解除屏蔽后，只发送一次
可靠信号在信号屏蔽期间发生的信号会排队记录，在信号接触屏蔽后逐个处理
在执行信号处理函数时，会默认把当前处理的信号屏蔽掉，执行完成后再恢复

int sigpending(sigset_t *set);
功能：获取未决状态的信号

九、信号处理sigaction
#include
int sigaction(int signum, const struct sigaction *act,struct sigaction *oldact);
功能：设置或获取信号处理方式
struct sigaction
{
void (*sa_handler)(int); //信号处理函数指针
void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *); //信号处理函数指针 需要使用sigqueue发送信号
sigset_t sa_mask; //信号屏蔽码
int sa_flags;
SA_NOCLDSTOP：忽略SIGCHLD
SA_NODEFER/SA_NOMASK：处理时不屏蔽信号
SA_RESETHAND：处理完信号后，恢复默认处理方式
SA_RESTART：当信号处理函数中断的系统调用，则重启
SA_SIGINFO：用sa_sigaction处理信号
void (*sa_restorer)(void);//保留
};

int sigqueue(pid_t pid, int sig, const union sigval value);

posted on 2018-07-25 19:31 头瓜达农鸡 阅读( ...) 评论( ...) 编辑 收藏

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