Linux 系统 —— 信号

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  前言

  一、信号是什么？

  二、信号要素

  1.信号的名称

  2.进程对信号的响应

  三、信号相关函数

  总结

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前言

        Linux系统下的信号与再win下学习stm32的中断有些相似，此文是学习完了stm32后学习Linux操作系统下的信号的一些小笔记

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一、信号是什么？

1.信号是UNIX系统响应某些状况而产生的事件，进程在接收到信号时会采取相应的行动。

2.信号是因为某些错误条件而产生的，比如内存段冲突、浮点处理器错误或者非法指令等。

3.信号是在软件层次上对中断的一种模拟，所以通常把它称为是软中断。

4.这里给出硬和软中断的区别：

硬件中断（外部中断）      外部中断是指由外部设备通过硬件请求的方式产生的中断，也称为硬件中断

软件中断（内部中断）     内部中断是由CPU运行程序错误或执行内部程序调用引起的一种中断，也称为软件中断。

5.举例：

“中断”就是像从一个事件处理转而处理其他事件，处理完毕后继续处理最开始的事件。“信号\"就是属于这么一种“中断\"。我们在终端上敲\"Ctrl+c\"”，就产生一个中断\"，相当于产生一个信号，接着就会处理这么一个“中断任务”(默认的处理方式为中断当前进程)。

二、信号要素

1.信号的名称

2.进程对信号的响应

2.1.忽略信号：不采取任何操作、有两个信号不能被忽略：SIGKILL和SIGSTOP。

注：SIGKILL和SIGSTOP这两个信号是不会被捕捉、阻塞、忽略的。

2.2.捕获并处理信号：内核中断正在执行的代码，转去执行信号的处理函数。

2.3.执行默认操作：默认操作通常是终止进程，这取决于被发送的信号。

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三、信号相关函数

1.signal函数

函数原型:

__sighandler_t signal(int signum, __sighandler_t handler);

返回值：

                成功：0

                失败：-1

两个参数：

参数1：int signum ->准备捕捉或屏蔽的信号

参数2：__sighandler_t handler ->接收到指定信号时将要调用的函数

注：参数2的函数的参数必须有一个int类型的参数，即接收到的信号代码，它本身的类型是void

        handler也可以是下面两个特殊值： SIG_IGN ->屏蔽该信号; SIG_DFL ->恢复默认行为.

例：

#include
#include 
#include 
#include 
void sig_handler(int num)
{
    printf("\nrecvive the signal is %d\n", num);
}
 
int main()
{
    int time = 10;
 
    signal(SIGINT, sig_handler);//键盘键入CTRL+C产生信号
    printf("enter to the sleep.\n");
    //sleep(time);
    do{
        time = sleep(time);
    }while(time > 0);
 
    printf("sleep is over, main over.\n");
 
    exit(0);
}

2.kill函数

作用：给指定进程发送指定信号

格式：kill -signum pid

返回值：

                成功：0

                失败：-1

3.raise函数

作用：给自己发送信号，raise(sig)等价于kill(getpid(), sig);

返回值：

                成功：0

                失败：-1

例：

#include
#include
#include

void signal_catchfunc(int);


int main() {

   int ret;

   signal(SIGINT, signal_catchfunc);

   printf("开始生成一个信号\n");
   ret = raise(SIGINT);//产生一个信号，成功返回0
   if (ret != 0) {
      printf("错误，不能生成SIGINT信号\n");
      exit(0);//强制退出
}
printf("退出....\n");
   return 0;
}

void signal_catchfunc(int signal) {
   printf("捕获信号\n");
}

4.pause函数

作用：使进程挂起，直到一个信号被捕获

返回值：-1

例：

//#include 
#include   // 关于信号的头文件
#include 
#include 
#include 
//using namespace std;

void sighandler1(int signum)
{
   printf("捕获信号 %d，跳出...\n", signum);
  
}

int main()
{
    signal(SIGINT,sighandler1);    
    sleep(2);
    printf("before pause\r\n");
    pause();//pause使调用者进程挂起，直到一个信号被捕获
    printf("after pause\r\n");
}

在程序执行到pause()时，进程挂起，不往下进行，直到有信号进来，才会继续执行

5.sigaction函数

作用：sigaction函数用于改变进程接收到特定信号后的行为。

原型：

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

参数：

参数1：信号的值，可以为除SIGKILL及SIGSTOP外的任何一 个特定有效的信号（为这两个信号定义自己的处理函数，将导致信号安装错误）

参数2：指向结构sigaction的一个实例的指针，指定对特定信号的处理，可以为空，进程会以缺省方式对信号处理

参数3：指向的对象用来保存原来对相应信号的处理，可指定oldact为NULL

注：第二个参数尤为重要：

包含了对指定信号的处理、信号所传递的信息、信号处理函数执行过程中应屏蔽掉哪些函数等等

返回值：

                成功：0

                失败：-1

部分代码示例：

static void sig_usr(int signum)
{
    if(signum == SIGUSR1)
    {
        printf("SIGUSR1 received\n");
    }
    else if(signum == SIGUSR2)
    {
        printf("SIGUSR2 received\n");
    }
    else
    {
        printf("signal %d received\n", signum);
    }
}

/*此处省略多行代码*/

    struct sigaction sa_usr;
    sa_usr.sa_flags = 0;
    sa_usr.sa_handler = sig_usr;   //信号处理函数
    
    sigaction(SIGUSR1, &sa_usr, NULL);
    sigaction(SIGUSR2, &sa_usr, NULL);

6.setitimer函数：

作用：定时器

原型：

int setitimer(int which, const struct itimerval *value, struct itimerval *ovalue));

参数：

参数1：指定定时器类型

        ITIMER_REAL：经过指定的时间后，内核将发送SIGALRM信号给本进程

        ITIMER_VIRTUAL ：程序在用户空间执行指定的时间后，内核将发送SIGVTALRM信号给本进程

        ITIMER_PROF ：进程在内核空间中执行时，时间计数会减少，通常与ITIMER_VIRTUAL共用，代表进程在用户空间与内核空间中运行指定时间后，内核将发送SIGPROF信号给本进程

返回值：

                成功：0

                失败：-1

例：

#include 
#include 
#include 
#include 


#define COUNT_SEC 1
#define COUNT_USEC 0
#define COUNT_SEC1 3

static void Timer_Test(int sig)
{
    printf("This is a Test\n");
}

/*Initialize timer*/
static void Init_timer(struct itimerval *tick)
{
    int ret;
    memset(tick, 0, sizeof(struct itimerval));
/*    
it_value为计时时长，it_interval为定时器的间隔，即第一次计时
it_value时长发送信号，再往后的信号每隔一个it_interval发送一次
 */
    /*initialize it_value*/
    //定时时间
    tick->it_value.tv_sec = COUNT_SEC;     
    tick->it_value.tv_usec = COUNT_USEC;

    /*initialize it_interval*/
    //间隔
    tick->it_interval.tv_sec = COUNT_SEC;    
    tick->it_interval.tv_usec = COUNT_USEC;

}

int main(int argc, const char * argv [])
{
    int ret = 0;
    struct itimerval tick;

    signal(SIGALRM, Timer_Test);//接收到定时器产生的SIGALRM信号后，执行Timer_Test()函数

    Init_timer(&tick);

    ret = setitimer(ITIMER_REAL, &tick, NULL);//ITIMER_REAL：经过指定的时间后，内核将发送SIGALRM信号给本进程
    if(ret < 0)
    {
        perror("setitimer");
        return -1;
    }
    for (;;);  //此处循环使主函数不结束。主函数结束后定时函数也将结束。

    return 0;
}

总结

        小笔记

        参考：http://t.csdn.cn/vI4SVhttp://t.csdn.cn/vI4SV