Linux进程通信之信号

文章转自   http://blog.csdn.net/maimang1001/article/details/16906451

linux 信号处理机制简介

鉴于后面把进程的形象给彻底毁掉了，我提前声明一下，进程是有尊严的有节操的，当然大部分人可能也看不到毁形象那一段。为什么介绍linux要从信号开始呢，当然是为了保证能讲明白，因为翻了翻书我发现这一部分是最简单的了，所以呢，就讲这个吧，顺便把之前源码阅读的东西总结一下。

信号是什么东西呢？

两个直观的感受，你在终端运行一个程序然后摁一下Ctrl+c就是向正在运行的程序发送了一个终止信号，程序就被终止了；在终端kill一个pid相当于发送9号杀死这个进程；在终端运行kill -l就可以查看系统的所有信号。

有了上面这些直观感受，那么信号本质是什么呢？信号本质上是一种向一个进程通知发生异步事件的机制，是在软件层次上对中断的一种模拟。这种通知机制可以用于通知硬件消息like上面的感受1，也可以用来进行进程间通信like上面的感受2，还可以用来通知一些程序错误如除0、非法内存访问。异步是说进程没有对信号进行实时监控，不必等待信号到来，事实上进程也根本不知道信号什么时候会来。一个进程本来在欢乐的跑着突然就被你一个ctrl+c给杀死了，飞来横祸呀。至于说是一种软中断，是因为在原理上，一个进程受到一个信号与处理器收到一个中断请求可以说是一样的，本来在欢乐的跑着就从你一个脚上给你来一个高电平。

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信号分类

通过kill -l可以看到linux现在支持64个信号，注意一下信号不是从0编号的而是从1编号。其中前32为标准（Standard）信号，后32为实时（Real-time）信号。好吧，什么是标准信号，什么又是实时信号。

在遥远的古代是只有标准信号的，那时候它也不叫标准信号，就叫信号，它是一种十分简单的机制。先说一下信号的运行，当信号发送到程序时并不是立即执行而是等待某个时机再执行，在这个时机还没到来的时候你一个类型的信号无论发多少个都只记录一个，就好比有32个信箱每个信箱只能收一封信，多的就扔吧；另一方面信号的响应也是不保证顺序的，你发送信号的顺序和信号响应的顺序可能根本就没什么关系，因为古代人类都比较简单嘛。后来人类不断发展又想要可以响应一个类型的多个信号又想保证响应顺序，实时信号就诞生了，其实就是加了个sigqueue这么个队列数据结构，需求就被满足了。但是之前的简单信号已经成为了实际上的标准，而实时信号的应用也还不如前者广，两者就共存了。

Tips：实时信号的信号范围由SIGRTMIN和SIGRTMAX两个宏来决定，编程使用实时信号的话可以使用SIGRTMIN+n指定一个信号而不是直接一个数字，因为万一标准信号数量又增加呢，直接写数字编码可能就会出现bug，这两个宏也为将来信号的灵活扩展提供了基础。同时也是灌输一个编程不要使用魔数的原则。

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信号响应

UNIX对前32个信号都有默认的响应方式，分为以下5类：

• Term：终止进程
• Ign：忽略该信号
• Core：终止进程并保存内存信息
• Stop：停止进程
• Cont：有停止就有恢复进程

当然只有5个响应方法怎么够呢，not fashion 于是sigaction()这个系统调用就上了，通过它可以给一个信号绑定一个函数来当作信号处理函数，你就可以在这个函数里面胡作非为了。可是你胡作非为了内核开发人员又感觉不爽了于是就设了两个信号你是改不了的，以显示他们不可动摇的地位，这两个信号就是9号SIGKILL和19号SIGSTOP，所以你也就不能定义Ctrl+c和Ctrl+z发送出来的信号的处理方式了。

Tips：当然你足够邪恶的话可以定义这两个组合键指向别的操作。

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信号处理机制

废话这么多终于开始讲机制了。

信号发送和接收

最简单的理解，一个程序给另一个程序发了个短信，通过中国移不动或者中国联不通的网络，另一个程序的手机就收到了，一个信号就算发送成功了。具体来说就是一个程序调用一个发送信号的系统调用例如kill、raise、sigqueue、alarm、setitimer以及abort。然后内核就扮演运营商的角色把信号扔给另一个进程。我们知道进程在内存里还是有很多家当的，主要维护了一个进程描述符，里面有着pid呀，进程状态呀，优先级呀一堆不可告人的秘密，等以后有空了我给大家八卦一下，这里和信号有勾当的是pending，signal和sighand。

pending和signal是两个挂起信号队列，为什么要有两个呀？因为一个是私有的队列一个是共享的队列。为什么有私有和共享之分呀？因为一个是针对轻量级进程的一个是针对线程组的？这两个又是什么东西呀？本小农发现这里开始不好说了……简单说，Linux是没有进程和线程的，有的只有轻量级进程，如果一组轻量级进程之间可以共享资源，那么就组成一个相当于线程组的东西，也就相当于一个线程，换句话说Linux是用轻量级进程这个东西模拟多线程，感兴趣同学可以看一下LWP，总之这里知道有两个信号挂起队列就好了，如果前面LWP的东西没看懂，你这里可以认为一个是记录的给线程的信号，一个记录的给进程的信号。sighand就简单多了就是记录64个信号对应的处理函数的入口地址，当然还有其他好多辅助的数据结构，但主要就是这个功能。如果能大致看懂下面这张图说明你还没晕。

回到手机短信，内核把短信发给进程是干了什么事呢？就是找个队列把信号插进去。当然进程也是有尊严的，不会让你随便插的如果是标准信号的话你只能插一次，如果这个信号还在的话就不让你插了，不像对实时信号那么随便想插多少插多少。有的进程比较专一，如果有一个信号插进来他会设置一个屏蔽位不让别的信号插，可以对比一下中断，处理器有时也会设一个中断屏蔽位有木有。

信号的查看与处理

短信发过来了，不一定就被看到了，这也是异步说的意思，那么什么时候进程才会发现我有一个新的短消息呢？原来进程是在从内核态这个黑暗的角落到用户态切换之前偷偷的看一眼短信，看看都有谁插了进来，然后把他们处理掉，再回到用户态光明正大的去接客。那么什么时候进程会去内核态这个小黑屋呢，主要有三种情况：

• 执行系统调用
• 处理中断异常
• 进程调度上CPU

出小黑屋前，会看一眼手机，如果有短消息就啪啪啪的处理短信，如果没有的话就伤感的回用户态。如果是比较规矩的短信只是执行五种规定的标准动作那么在小黑屋解决就好了，但是有的短信比较坏调用了sigaction告诉进程要出来到这个地方来玩，然后进程就把手机扔小黑屋里拔腿就跑到用户态去玩了，玩完想起来手机还在家，就又回趟家看看还有没有其他短信，没有再去用户态光明正大的见人。具体过程如下图。

好了不调戏进程了，进程也是有尊严的，下面讨论一下进程的节操问题，节操这个问题确实比较难说，唉……

不管你知不知道，进程从用户态进入内核态是要再内核态保存一份用户态堆栈的副本的，其中最重要的就是保存当前的pc这样进程从内核态返回的时候把pc还原就可以按照原来的指令流行进了；不管你知不知道，当进程从内核态回到用户态的时候这个堆栈的副本是被清空的。于是当进程在收到一个出去玩的短信出去之后，他原来的用户态返回地址就被默默的清空了，然后他玩完回到小黑屋就发现找不到回用户态的路了，一辈子就被关在这个阴冷黑暗的小黑屋，永世不得见光，这个故事告诉我们节操是很重要的。然而这个恐怖的故事没有限制住任何一个进程寻欢作乐，进程们出去玩之前先往外发了个消息把用户态的返回地址，堆栈信息什么的都发出去了，等玩完回家再等小哥把信息发回来，就又可以光明正大的回用户态了，所以节操这个东西……

好了，上面都是为了加强理解的段子，下面是正儿八经的原理介绍，需要有对堆栈和函数调用机制有一些了解,你会发现还是节操比较好说。

我们知道，当进程陷入内核态的时候，会在堆栈中保存中断现场。因为用户态和内核态是两个运行级别，所以要使用两个不同的栈。当用户进程通过系统调用刚进入内核的时候，CPU会自动在该进程的内核栈上压入下图所示的内容：（图来自《Linux内核完全注释》）

在处理完系统调用以后，就要调用do_signal()函数进行设置frame等工作。这时内核堆栈的状态应该跟下图左半部分类似（系统调用将一些信息压入栈了）：

在找到了信号处理函数之后，do_signal函数首先把内核堆栈中存放返回执行点的eip保存为old_eip，然后将eip替换为信号处理函数的地址，然后将内核中保存的“原ESP”（即用户态栈地址）减去一定的值，目的是扩大用户态的栈，然后将内核栈上的内容保存到用户栈上，这个过程就是设置frame.值得注意的是下面两点：

1. 之所以把EIP的值设置成信号处理函数的地址，是因为一旦进程返回用户态，就要去执行信号处理程序，所以EIP要指向信号处理程序而不是原来应该执行的地址。
2. 之所以要把frame从内核栈拷贝到用户栈，是因为进程从内核态返回用户态会清理这次调用所用到的内核栈（类似函数调用），内核栈又太小，不能单纯的在栈上保存另一个frame（想象一下嵌套信号处理），而我们需要EAX（系统调用返回值）、EIP这些信息以便执行完信号处理函数后能继续执行程序，所以把它们拷贝到用户态栈以保存起来。

以上这些搞清楚之后，下面的事情就顺利多了。这时进程返回用户空间，就会根据内核栈中的EIP值执行信号处理函数。那么，信号处理程序执行完后，怎么返回程序继续执行呢？

信号处理程序执行完毕之后，进程会主动调用sigreturn()系统调用再次回到内核，查看有没有其他信号需要处理，如果没有，这时内核就会做一些善后工作，将之前保存的frame恢复到内核栈，恢复eip的值为old_eip，然后返回用户空间，程序就能够继续执行。至此，内核遍完成了一次（或几次）信号处理工作。

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参考资料

• 《深入理解linux内核》说实话这本书讲的不是很清楚，不过权威的也没有别的书了
• man signal kill sigaction 说错了还是有权威的linux自带的manual
• IBM开发者社区的资料
• linux内核信号处理机制简介最后比较严肃的东西都是直接从这上面copy的

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http://www.cnblogs.com/taobataoma/archive/2007/08/30/875743.html

信号是Linux编程中非常重要的部分，本文将详细介绍信号机制的基本概念、Linux对信号机制的大致实现方法、如何使用信号，以及有关信号的几个系统调用。

信号机制是进程之间相互传递消息的一种方法，信号全称为软中断信号，也有人称作软中断。从它的命名可以看出，它的实质和使用很象中断。所以，信号可以说是进程控制的一部分。

一、信号的基本概念 

本节先介绍信号的一些基本概念，然后给出一些基本的信号类型和信号对应的事件。基本概念对于理解和使用信号，对于理解信号机制都特别重要。下面就来看看什么是信号。 

1、基本概念 

软中断信号（signal，又简称为信号）用来通知进程发生了异步事件。进程之间可以互相通过系统调用kill发送软中断信号。内核也可以因为内部事件而给进程发送信号，通知进程发生了某个事件。注意，信号只是用来通知某进程发生了什么事件，并不给该进程传递任何数据。

收 到信号的进程对各种信号有不同的处理方法。处理方法可以分为三类：第一种是类似中断的处理程序，对于需要处理的信号，进程可以指定处理函数，由该函数来处 理。第二种方法是，忽略某个信号，对该信号不做任何处理，就象未发生过一样。第三种方法是，对该信号的处理保留系统的默认值，这种缺省操作，对大部分的信 号的缺省操作是使得进程终止。进程通过系统调用signal来指定进程对某个信号的处理行为。

在进程表的表项中有一个软中断信号域，该域中每一位对应一个信号，当有信号发送给进程时，对应位置位。由此可以看出，进程对不同的信号可以同时保留，但对于同一个信号，进程并不知道在处理之前来过多少个。

2、信号的类型 

发出信号的原因很多，这里按发出信号的原因简单分类，以了解各种信号： 

（1） 与进程终止相关的信号。当进程退出，或者子进程终止时，发出这类信号。 
（2） 与进程例外事件相关的信号。如进程越界，或企图写一个只读的内存区域（如程序正文区），或执行一个特权指令及其他各种硬件错误。 
（3） 与在系统调用期间遇到不可恢复条件相关的信号。如执行系统调用exec时，原有资源已经释放，而目前系统资源又已经耗尽。 
（4） 与执行系统调用时遇到非预测错误条件相关的信号。如执行一个并不存在的系统调用。 
（5） 在用户态下的进程发出的信号。如进程调用系统调用kill向其他进程发送信号。 
（6） 与终端交互相关的信号。如用户关闭一个终端，或按下break键等情况。 
（7） 跟踪进程执行的信号。 

Linux支持的信号列表如下。很多信号是与机器的体系结构相关的，首先列出的是POSIX.1中列出的信号： 

信号 值 处理动作 发出信号的原因 
---------------------------------------------------------------------- 
SIGHUP 1 A 终端挂起或者控制进程终止 
SIGINT 2 A 键盘中断（如break键被按下） 
SIGQUIT 3 C 键盘的退出键被按下 
SIGILL 4 C 非法指令 
SIGABRT 6 C 由abort(3)发出的退出指令 
SIGFPE 8 C 浮点异常 
SIGKILL 9 AEF Kill信号 
SIGSEGV 11 C 无效的内存引用 
SIGPIPE 13 A 管道破裂: 写一个没有读端口的管道 
SIGALRM 14 A 由alarm(2)发出的信号 
SIGTERM 15 A 终止信号 
SIGUSR1 30,10,16 A 用户自定义信号1 
SIGUSR2 31,12,17 A 用户自定义信号2 
SIGCHLD 20,17,18 B 子进程结束信号 
SIGCONT 19,18,25 进程继续（曾被停止的进程） 
SIGSTOP 17,19,23 DEF 终止进程 
SIGTSTP 18,20,24 D 控制终端（tty）上按下停止键 
SIGTTIN 21,21,26 D 后台进程企图从控制终端读 
SIGTTOU 22,22,27 D 后台进程企图从控制终端写 

下面的信号没在POSIX.1中列出，而在SUSv2列出 

信号 值 处理动作 发出信号的原因 
-------------------------------------------------------------------- 
SIGBUS 10,7,10 C 总线错误(错误的内存访问) 
SIGPOLL A Sys V定义的Pollable事件，与SIGIO同义 
SIGPROF 27,27,29 A Profiling定时器到 
SIGSYS 12,-,12 C 无效的系统调用 (SVID) 
SIGTRAP 5 C 跟踪/断点捕获 
SIGURG 16,23,21 B Socket出现紧急条件(4.2 BSD) 
SIGVTALRM 26,26,28 A 实际时间报警时钟信号(4.2 BSD) 
SIGXCPU 24,24,30 C 超出设定的CPU时间限制(4.2 BSD) 
SIGXFSZ 25,25,31 C 超出设定的文件大小限制(4.2 BSD) 

（对于SIGSYS，SIGXCPU，SIGXFSZ，以及某些机器体系结构下的SIGBUS，Linux缺省的动作是A (terminate)，SUSv2 是C (terminate and dump core)）。

下面是其它的一些信号 

信号 值 处理动作 发出信号的原因 
---------------------------------------------------------------------- 
SIGIOT 6 C IO捕获指令，与SIGABRT同义 
SIGEMT 7,-,7 
SIGSTKFLT -,16,- A 协处理器堆栈错误 
SIGIO 23,29,22 A 某I/O操作现在可以进行了(4.2 BSD) 
SIGCLD -,-,18 A 与SIGCHLD同义 
SIGPWR 29,30,19 A 电源故障(System V) 
SIGINFO 29,-,- A 与SIGPWR同义 
SIGLOST -,-,- A 文件锁丢失 
SIGWINCH 28,28,20 B 窗口大小改变(4.3 BSD, Sun) 
SIGUNUSED -,31,- A 未使用的信号(will be SIGSYS) 

（在这里，- 表示信号没有实现；有三个值给出的含义为，第一个值通常在Alpha和Sparc上有效，中间的值对应i386和ppc以及sh，最后一个值对应mips。信号29在Alpha上为SIGINFO / SIGPWR ，在Sparc上为SIGLOST。）

处理动作一项中的字母含义如下 
A 缺省的动作是终止进程 
B 缺省的动作是忽略此信号 
C 缺省的动作是终止进程并进行内核映像转储（dump core） 
D 缺省的动作是停止进程 
E 信号不能被捕获 
F 信号不能被忽略 

上 面介绍的信号是常见系统所支持的。以表格的形式介绍了各种信号的名称、作用及其在默认情况下的处理动作。各种默认处理动作的含义是：终止程序是指进程退 出；忽略该信号是将该信号丢弃，不做处理；停止程序是指程序挂起，进入停止状况以后还能重新进行下去，一般是在调试的过程中（例如ptrace系统调 用）；内核映像转储是指将进程数据在内存的映像和进程在内核结构中存储的部分内容以一定格式转储到文件系统，并且进程退出执行，这样做的好处是为程序员提 供了方便，使得他们可以得到进程当时执行时的数据值，允许他们确定转储的原因，并且可以调试他们的程序。

注意 信号SIGKILL和SIGSTOP既不能被捕捉，也不能被忽略。信号SIGIOT与SIGABRT是一个信号。可以看出，同一个信号在不同的系统中值可能不一样，所以建议最好使用为信号定义的名字，而不要直接使用信号的值。

二、信 号 机 制 

上 一节中介绍了信号的基本概念，在这一节中，我们将介绍内核如何实现信号机制。即内核如何向一个进程发送信号、进程如何接收一个信号、进程怎样控制自己对信 号的反应、内核在什么时机处理和怎样处理进程收到的信号。还要介绍一下setjmp和longjmp在信号中起到的作用。

1、内核对信号的基本处理方法 

内 核给一个进程发送软中断信号的方法，是在进程所在的进程表项的信号域设置对应于该信号的位。这里要补充的是，如果信号发送给一个正在睡眠的进程，那么要看 该进程进入睡眠的优先级，如果进程睡眠在可被中断的优先级上，则唤醒进程；否则仅设置进程表中信号域相应的位，而不唤醒进程。这一点比较重要，因为进程检 查是否收到信号的时机是：一个进程在即将从内核态返回到用户态时；或者，在一个进程要进入或离开一个适当的低调度优先级睡眠状态时。

内核处理一个进程收到的信号的时机是在一个进程从内核态返回用户态时。所以，当一个进程在内核态下运行时，软中断信号并不立即起作用，要等到将返回用户态时才处理。进程只有处理完信号才会返回用户态，进程在用户态下不会有未处理完的信号。

内 核处理一个进程收到的软中断信号是在该进程的上下文中，因此，进程必须处于运行状态。前面介绍概念的时候讲过，处理信号有三种类型：进程接收到信号后退 出；进程忽略该信号；进程收到信号后执行用户设定用系统调用signal的函数。当进程接收到一个它忽略的信号时，进程丢弃该信号，就象没有收到该信号似 的继续运行。如果进程收到一个要捕捉的信号，那么进程从内核态返回用户态时执行用户定义的函数。而且执行用户定义的函数的方法很巧妙，内核是在用户栈上创 建一个新的层，该层中将返回地址的值设置成用户定义的处理函数的地址，这样进程从内核返回弹出栈顶时就返回到用户定义的函数处，从函数返回再弹出栈顶时， 才返回原先进入内核的地方。这样做的原因是用户定义的处理函数不能且不允许在内核态下执行（如果用户定义的函数在内核态下运行的话，用户就可以获得任何权 限）。 

在信号的处理方法中有几点特别要引起注意。第一，在一些系统中，当一个进程处理完中断信号返回用户态之前，内核清除用户区中设 定的对该信号的处理例程的地址，即下一次进程对该信号的处理方法又改为默认值，除非在下一次信号到来之前再次使用signal系统调用。这可能会使得进程 在调用signal之前又得到该信号而导致退出。在BSD中，内核不再清除该地址。但不清除该地址可能使得进程因为过多过快的得到某个信号而导致堆栈溢 出。为了避免出现上述情况。在BSD系统中，内核模拟了对硬件中断的处理方法，即在处理某个中断时，阻止接收新的该类中断。

第二个要 引起注意的是，如果要捕捉的信号发生于进程正在一个系统调用中时，并且该进程睡眠在可中断的优先级上，这时该信号引起进程作一次longjmp，跳出睡眠 状态，返回用户态并执行信号处理例程。当从信号处理例程返回时，进程就象从系统调用返回一样，但返回了一个错误代码，指出该次系统调用曾经被中断。这要注 意的是，BSD系统中内核可以自动地重新开始系统调用。

第三个要注意的地方：若进程睡眠在可中断的优先级上，则当它收到一个要忽略的信号时，该进程被唤醒，但不做longjmp，一般是继续睡眠。但用户感觉不到进程曾经被唤醒，而是象没有发生过该信号一样。

第 四个要注意的地方：内核对子进程终止（SIGCLD）信号的处理方法与其他信号有所区别。当进程检查出收到了一个子进程终止的信号时，缺省情况下，该进程 就象没有收到该信号似的，如果父进程执行了系统调用wait，进程将从系统调用wait中醒来并返回wait调用，执行一系列wait调用的后续操作（找 出僵死的子进程，释放子进程的进程表项），然后从wait中返回。SIGCLD信号的作用是唤醒一个睡眠在可被中断优先级上的进程。如果该进程捕捉了这个 信号，就象普通信号处理一样转到处理例程。如果进程忽略该信号，那么系统调用wait的动作就有所不同，因为SIGCLD的作用仅仅是唤醒一个睡眠在可被 中断优先级上的进程，那么执行wait调用的父进程被唤醒继续执行wait调用的后续操作，然后等待其他的子进程。 

如果一个进程调用signal系统调用，并设置了SIGCLD的处理方法，并且该进程有子进程处于僵死状态，则内核将向该进程发一个SIGCLD信号。 

2、setjmp和longjmp的作用 

前面在介绍信号处理机制时，多次提到了setjmp和longjmp，但没有仔细说明它们的作用和实现方法。这里就此作一个简单的介绍。 

在 介绍信号的时候，我们看到多个地方要求进程在检查收到信号后，从原来的系统调用中直接返回，而不是等到该调用完成。这种进程突然改变其上下文的情况，就是 使用setjmp和longjmp的结果。setjmp将保存的上下文存入用户区，并继续在旧的上下文中执行。这就是说，进程执行一个系统调用，当因为资 源或其他原因要去睡眠时，内核为进程作了一次setjmp，如果在睡眠中被信号唤醒，进程不能再进入睡眠时，内核为进程调用longjmp，该操作是内核 为进程将原先setjmp调用保存在进程用户区的上下文恢复成现在的上下文，这样就使得进程可以恢复等待资源前的状态，而且内核为setjmp返回1，使 得进程知道该次系统调用失败。这就是它们的作用。 

三、有关信号的系统调用 

前面两节已经介绍了有关信号的大部分知 识。这一节我们来了解一下这些系统调用。其中，系统调用signal是进程用来设定某个信号的处理方法，系统调用kill是用来发送信号给指定进程的。这 两个调用可以形成信号的基本操作。后两个调用pause和alarm是通过信号实现的进程暂停和定时器，调用alarm是通过信号通知进程定时器到时。所 以在这里，我们还要介绍这两个调用。

1、signal 系统调用 

系统调用signal用来设定某个信号的处理方法。该调用声明的格式如下： 
void (*signal(int signum, void (*handler)(int)))(int); 
在使用该调用的进程中加入以下头文件： 
#include  

上述声明格式比较复杂，如果不清楚如何使用，也可以通过下面这种类型定义的格式来使用（POSIX的定义）： 
typedef void (*sighandler_t)(int); 
sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler); 
但这种格式在不同的系统中有不同的类型定义，所以要使用这种格式，最好还是参考一下联机手册。 

在调用中，参数signum指出要设置处理方法的信号。第二个参数handler是一个处理函数，或者是 
SIG_IGN：忽略参数signum所指的信号。 
SIG_DFL：恢复参数signum所指信号的处理方法为默认值。 

传递给信号处理例程的整数参数是信号值，这样可以使得一个信号处理例程处理多个信号。系统调用signal返回值是指定信号signum前一次的处理例程或者错误时返回错误代码SIG_ERR。下面来看一个简单的例子：

#include  
#include  
#include  
void sigroutine(int dunno) { /* 信号处理例程，其中dunno将会得到信号的值 */ 
switch (dunno) { 
case 1: 
printf("Get a signal -- SIGHUP "); 
break; 
case 2: 
printf("Get a signal -- SIGINT "); 
break; 
case 3: 
printf("Get a signal -- SIGQUIT "); 
break; 
} 
return; 
} 

int main() { 
printf("process id is %d ",getpid()); 
signal(SIGHUP, sigroutine); //* 下面设置三个信号的处理方法 
signal(SIGINT, sigroutine); 
signal(SIGQUIT, sigroutine); 
for (;;) ; 
} 

其中信号SIGINT由按下Ctrl-C发出，信号SIGQUIT由按下Ctrl-发出。该程序执行的结果如下： 

localhost:~$ ./sig_test 
process id is 463 
Get a signal -SIGINT //按下Ctrl-C得到的结果 
Get a signal -SIGQUIT //按下Ctrl-得到的结果 
//按下Ctrl-z将进程置于后台 
[1]+ Stopped ./sig_test 
localhost:~$ bg 
[1]+ ./sig_test & 
localhost:~$ kill -HUP 463 //向进程发送SIGHUP信号 
localhost:~$ Get a signal – SIGHUP 
kill -9 463 //向进程发送SIGKILL信号，终止进程 
localhost:~$ 

2、kill 系统调用 

系统调用kill用来向进程发送一个信号。该调用声明的格式如下： 
int kill(pid_t pid, int sig); 
在使用该调用的进程中加入以下头文件： 
#include  
#include  

该 系统调用可以用来向任何进程或进程组发送任何信号。如果参数pid是正数，那么该调用将信号sig发送到进程号为pid的进程。如果pid等于0，那么信 号sig将发送给当前进程所属进程组里的所有进程。如果参数pid等于-1，信号sig将发送给除了进程1和自身以外的所有进程。如果参数pid小于- 1，信号sig将发送给属于进程组-pid的所有进程。如果参数sig为0，将不发送信号。该调用执行成功时，返回值为0；错误时，返回-1，并设置相应 的错误代码errno。下面是一些可能返回的错误代码：
EINVAL：指定的信号sig无效。 
ESRCH：参数pid指定的进程或进程组不存在。注意，在进程表项中存在的进程，可能是一个还没有被wait收回，但已经终止执行的僵死进程。 
EPERM： 进程没有权力将这个信号发送到指定接收信号的进程。因为，一个进程被允许将信号发送到进程pid时，必须拥有root权力，或者是发出调用的进程的UID 或EUID与指定接收的进程的UID或保存用户ID（savedset-user-ID）相同。如果参数pid小于-1，即该信号发送给一个组，则该错误 表示组中有成员进程不能接收该信号。

3、pause系统调用 

系统调用pause的作用是等待一个信号。该调用的声明格式如下： 
int pause(void); 
在使用该调用的进程中加入以下头文件： 
#include  

该调用使得发出调用的进程进入睡眠，直到接收到一个信号为止。该调用总是返回-1，并设置错误代码为EINTR（接收到一个信号）。下面是一个简单的范例： 

#include  
#include  
#include  
void sigroutine(int unused) { 
printf("Catch a signal SIGINT "); 
} 

int main() { 
signal(SIGINT, sigroutine); 
pause(); 
printf("receive a signal "); 
} 

在这个例子中，程序开始执行，就象进入了死循环一样，这是因为进程正在等待信号，当我们按下Ctrl-C时，信号被捕捉，并且使得pause退出等待状态。 

4、alarm和 setitimer系统调用 

系统调用alarm的功能是设置一个定时器，当定时器计时到达时，将发出一个信号给进程。该调用的声明格式如下： 
unsigned int alarm(unsigned int seconds); 
在使用该调用的进程中加入以下头文件： 
#include  

系 统调用alarm安排内核为调用进程在指定的seconds秒后发出一个SIGALRM的信号。如果指定的参数seconds为0，则不再发送 SIGALRM信号。后一次设定将取消前一次的设定。该调用返回值为上次定时调用到发送之间剩余的时间，或者因为没有前一次定时调用而返回0。

注意，在使用时，alarm只设定为发送一次信号，如果要多次发送，就要多次使用alarm调用。 

对于alarm，这里不再举例。现在的系统中很多程序不再使用alarm调用，而是使用setitimer调用来设置定时器，用getitimer来得到定时器的状态，这两个调用的声明格式如下：
int getitimer(int which, struct itimerval *value); 
int setitimer(int which, const struct itimerval *value, struct itimerval *ovalue);
在使用这两个调用的进程中加入以下头文件： 
#include  

该系统调用给进程提供了三个定时器，它们各自有其独有的计时域，当其中任何一个到达，就发送一个相应的信号给进程，并使得计时器重新开始。三个计时器由参数which指定，如下所示：
TIMER_REAL：按实际时间计时，计时到达将给进程发送SIGALRM信号。 
ITIMER_VIRTUAL：仅当进程执行时才进行计时。计时到达将发送SIGVTALRM信号给进程。 
ITIMER_PROF：当进程执行时和系统为该进程执行动作时都计时。与ITIMER_VIR-TUAL是一对，该定时器经常用来统计进程在用户态和内核态花费的时间。计时到达将发送SIGPROF信号给进程。

定时器中的参数value用来指明定时器的时间，其结构如下： 
struct itimerval { 
struct timeval it_interval; /* 下一次的取值 */ 
struct timeval it_value; /* 本次的设定值 */ 
}; 

该结构中timeval结构定义如下： 
struct timeval { 
long tv_sec; /* 秒 */ 
long tv_usec; /* 微秒，1秒 = 1000000 微秒*/ 
}; 

在setitimer 调用中，参数ovalue如果不为空，则其中保留的是上次调用设定的值。定时器将it_value递减到0时，产生一个信号，并将it_value的值设 定为it_interval的值，然后重新开始计时，如此往复。当it_value设定为0时，计时器停止，或者当它计时到期，而it_interval 为0时停止。调用成功时，返回0；错误时，返回-1，并设置相应的错误代码errno：
EFAULT：参数value或ovalue是无效的指针。 
EINVAL：参数which不是ITIMER_REAL、ITIMER_VIRT或ITIMER_PROF中的一个。 

下面是关于setitimer调用的一个简单示范，在该例子中，每隔一秒发出一个SIGALRM，每隔0.5秒发出一个SIGVTALRM信号： 

#include  
#include  
#include  
#include  
int sec; 

void sigroutine(int signo) { 
switch (signo) { 
case SIGALRM: 
printf("Catch a signal -- SIGALRM "); 
break; 
case SIGVTALRM: 
printf("Catch a signal -- SIGVTALRM "); 
break; 
} 
return; 
} 

int main() { 
struct itimerval value,ovalue,value2; 
sec = 5; 

printf("process id is %d ",getpid()); 
signal(SIGALRM, sigroutine); 
signal(SIGVTALRM, sigroutine); 

value.it_value.tv_sec = 1; 
value.it_value.tv_usec = 0; 
value.it_interval.tv_sec = 1; 
value.it_interval.tv_usec = 0; 
setitimer(ITIMER_REAL, &value, &ovalue); 

value2.it_value.tv_sec = 0; 
value2.it_value.tv_usec = 500000; 
value2.it_interval.tv_sec = 0; 
value2.it_interval.tv_usec = 500000; 
setitimer(ITIMER_VIRTUAL, &value2, &ovalue); 

for (;;) ; 
} 

该例子的屏幕拷贝如下： 

localhost:~$ ./timer_test 
process id is 579 
Catch a signal – SIGVTALRM 
Catch a signal – SIGALRM 
Catch a signal – SIGVTALRM 
Catch a signal – SIGVTALRM 
Catch a signal – SIGALRM 
Catch a signal –GVTALRM 

本文简单介绍了Linux下的信号，如果希望了解其他调用，请参考联机手册或其他文档。