【IPC 通信】信号处理接口 Signal API（5）

         收发信号思想是 Linux 程序设计特性之一，一个信号可以认为是一种软中断，通过用来向进程通知异步事件。

        本文讲述的 信号处理内容源自 Linux man。本文主要对各 API 进行详细介绍，从而更好的理解信号编程。

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kill(2)

遵循 POSIX.1 - 2008

1.库

标准 c 库，libc, -lc

2.接口定义

        这个接口依 _POSIX_C_SOURCE 特性测试宏。

       #include 

       int kill(pid_t pid, int sig);

3.接口描述

        kill() 系统调用可以用来向任何进程组或者进程发送任何信号。

        如果 pid 是正值，那么信号 sig 是发送给 pid 指定的进程。

        如果 pid 是 0，信号 sig 是发送给调用进程所在进程组的所有进程。

        如果 pid 是 -1，那么信号 sig 会发送给所有调用进程具有发送权限的进程，除了 1 号进程（init），具体下面会讨论。

        如果 pid 小于 -1，那么信号 sig 会发送给 -pid 指定进程的进程组里所有的进程。

        如果 sig 是 0，那么不会发送任何信号，但是仍然会进行进程是否存在和是否有权限等相关检查，这个就可以用来检查是否存在允许调用者发送信号的进程 ID 或者进程组 ID 存在。

        对于一个具有发送信号权限的进程来说，它要么是特权的（Linux 下需要具有目标进程用户名字空间的 CAP_KILL 能力），要么发送进程的真实或者有效的用户 ID 和目标进程的真实或者保存的 set-user-ID 相同。对于 SIGCONT 信号，发送和接收进程属于同一会话即可。（一些历史版本的规则可能不太一样，可以参考注意章节。）

4.返回值

        一旦成功（至少有一个信号发送出去了），就会返回 0。失败时，会返回 -1，具体错误信息通过 errno 来指示。

        错误代码如下：

EINVAL	指定的信号不可用
EPERM	调用进程没有向目标进程组任何进程发送信号的权限
ESRCH	目标进程或者进程组不存在。注意：一个存在的进程可能是一个僵尸，即已经被终止执行（terminated）但是还没有 wait(2) 等待

5.历史

        在不同的 Linux 内核版本上，Linux 对非特权进程向其他进程发送信号实施了不同的策略。在 Linux 1.0 到 1.2.2 中，如果发送进程的有效用户 ID 和目标的有效用户 ID 匹配或者它们的真实 ID 匹配，那么就可以发送信号 。在 Linux 1.2.3 到 1.3.77，只要发送进程的有效用户 ID 和目标进程的有效或者真实 ID 匹配就可以发送信号。目前的策略是遵循 POSIX.1，并且在 Linux 1.3.78 中引入。

 6.注意

        对于 init 进程，也就是 1 号进程，只能向它发送它明确安装了信号处理函数的信号。这样做是为了保证系统不被偶然情况宕机。

        POSIX.1 要求 kill(-1,sig) 向调用者所有能发送的进程发送信号，除了一些实现定义的系统进程。Linux 允许进程向自己发送信号，但是 kill(-1,sig) 不会向调用进程发送。

        POSIX.1 要求如果进程向自己发送信号，如果发送线程没有阻塞信号，并且其他线程阻塞了该信号或者没有通过 sigwait(3) 等待该信号，那么在 kill() 返回前至少要向发送线程发生一个非阻塞信号。

7.BUGS

        Linux 2.6 后一直到 2.6.7，该接口一直存在一个 bug：在向进程组进程发送信号时，只要进程里有哪个进程没有权限发送信号，接口就会返回 EPERM。即使返回这个错误，信号还是发送给了有权限发送的进程了。

8.代码

        下面是一个父进程通过 kill() 杀死子进程的例子。

#include 
#include 
#include 
#include 

int main(void){

    pid_t retVal;

    retVal = fork();

    if(retVal > 0){
        int i = 0;
        while(i++ < 5){
            printf("in the parent process.\n");
            sleep(1);
        }
        //kill the child process
        kill(retVal, SIGKILL);

    } else if (retVal == 0){
        int i = 0;
        //will not ever get to 15, because
        //the parent process will kill it
        while(i++ < 15){
            printf("In the child process.\n");
            sleep(1);
        }
    } else {
        //something bad happened.
        printf("Something bad happened.");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    return 0;

}

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tkill(2)

遵循 Linux

1.库

标准 c 库，libc, -lc

2.接口定义

       #include            /* Definition of SIG* constants */
       #include       /* Definition of SYS_* constants */
       #include 

       [[deprecated]] int syscall(SYS_tkill, pid_t tid, int sig);

       #include 

       int tgkill(pid_t tgid, pid_t tid, int sig);

       Note: glibc provides no wrapper for tkill(), necessitating the
       use of syscall(2).

3.接口描述

        tgkill() 向线程组 tgid 中的线程 tid 发送信号 sig。（相反，kill(2) 只能用来向进程（线程组）发送信号，信号会被发送给进程中的任意线程。）

        tkill() 是 tgkill() 的过时版本。它只允许指定目标线程 ID，这会导致线程 ID 回收重新分配时信号发送到错误的线程。尽量避免使用这个系统调用。

        这些都是原始系统调用接口，只能被线程库内部使用。

4.返回值

        一旦成功，就会返回 0。失败时，会返回 -1，具体错误信息通过 errno 来指示。

        错误代码如下：

EAGAIN	sig 是实时信号并且达到了 RLIMIT_SIGPENDING 资源限制
EAGAIN	sig 是一个实时信号，并且内核内存不足
EINVAL	线程 ID、线程组 ID或者信号 不合法
EPERM	权限拒绝。对于需要的权限，参考 kill(2)
ESRCH	指定的进程不存在

5.历史

        tkill()         Linux 2.4.19/2.5.4

        tgkill()        Linux 2.5.75，glibc 2.30

 6.注意

       对于进程组的解释，可以参考 clone(2) 的CLONE_THREAD 描述。