IPC-信号处理

基本规则

• 信号可以由系统内核程序发出,也能由某些进程发送,但是大部分时候都是由内核程序发出.
• 当一个信号正在被处理时,所有同样的信号都将暂时搁置,知道这个信号处理完成.
• 进程接受到核心程序发出的信号后,处置的方式:
  1. 忽略
  2. 执行一个处理此信号的函数
  3. 暂停进程的执行
  4. 重新启动刚才被暂停的那个进程
  5. 采用系统默认的行动,大部分信号的默认操作都是终止进程的执行.有些信号除了会终止进程的执行,还会留下一个叫core的文件.这个过程叫做内核转储core dump.这个文件存有进程当时在内存中的内容,通常用于事后查错.

信号类型

• 可用 kill -l查看系统中预定义的信号
• 表1,下表是Linux支持的POSIX.1中的信号.

| 信号| 值 | 动作 | 意义 |
| ------------- |:-------------:| -----:|
| SIGFPE | 8 | C | 浮动溢出错误|
| SIGKILL | 9 | AEF | 删除一个或一组进程,本信号不能忽略 |
| SIGSEGV | 11 | C | 不合法的内存引用 |
| SIGPIPE |13 | A | 断开的管道,即读管道的进程非正常终止了 |
| SIGALRM | 14 | A | 时钟,用来测量进程的真实时间(不是CPU时间),alarm系统调用就是用来设定此信号 |
| SIGTERM | 15 | A | 终止进程,kill系统调用就发送这个信号 |
| SIGUSR1 | 30,10,16 | A |用户自定义信号 |
| SIGUSR2 | 31,12,17 | A |用户自定义信号 |
| SIGCHLD | 20,17,18 | B |子进程暂停或终止 |
| SIGCONT | 19,18,25 | |如果进程暂停,那么继续执行 |
| SIGSTOP | 17,19,23 |DEF |暂停进程 |
| SIGTSTP | 18,20,24 | D |把停止信号发送给联机会话进程,通常由Ctrl+Z来产生此信号 |
| SIGTTIN | 21,21,26 | D |后台执行中的进程要从控制终端读取数据 |
| SIGTTOU |22,22,27 | D |后台执行中的进程企图对控制终端写入数据 |

• 表2, linux还支持的一些其他信号

| 信号| 值 | 动作 | 意义 |
| ------------- |:-------------:| -----:|
|SIGTRAP|5|CG|程序跟踪中断点,这是给调试程序(如gdb)专用的信号|
|SIGIOT|6|CG|输入输出中断点,通常是由于硬件故障|
|SIGEMT|7,-7|G|硬件仿真程序捕获|
|SIGBUS|10,7,10|AG|总线错误|
|SIGSYS|12,-12|G|系统调用参数错误SVID|
|SIGSTKFLT|-,16,-|AG|协处理器堆栈错误|
|SIGURG|16,23,21|BG|这个信号通知系统有要求立即处理的SOCKET|
|SIGIO|23,29,22|AG|I/O操作可以执行,|
|SIGPOLL||AG|与SIGIO同义|
|SIGCLD|-,-,18|G|与SIGCHLD同义|
|SIGXCPU|24,24,30|AG|进程超出了所设定给它的最大CPU使用时限|
|SIGXFSZ|25,25,31|AG|进程超出了所设定给它的最大文件极限|
|SIGVTALRM|26,26,28|AG|用以测量进程的虚拟时间(实际被执行进程的时间)|
|SIGPROF|27,27,29|AG|用以测量进程的概括时间(指虚拟时间加核心程序执行进程实际时间)|
|SIGPWR|29,30,19|AG|电源故障|
|SIGINFO|29,-,-|G|与SIGPWR同义|
|SIGLOST|-,-,-|AG|文件锁丢失|
|SIGWINCH|28,28,20|BG|X Window窗口改变大小|
|SIGUNUSED|-,31,-|AG|未使用的信号|

• 说明:
• 每一个信号值分为三列,信号是与CPU相关的,第一个alpha和sparc上的信号值,第二个是i386和PowerPC上的信号值,第三个是mips上的信号值.
• 信号值为"-"表示没有此信号
• 信号值29在alpha上为SIGINFO/SIGPWR, 在spac上为SIGLOST
• 动作一栏中的字母意义如下:
  A 终止进程
  B 忽略信号
  C 内核转储
  D 暂停进程
  E 信号不能俘获
  F 信号不能被忽略
  G 不是POSIX.1 兼容信号
• SIGIO 和SIGLOST 有相同的信号值,SIGLOST是在内核中定义的,但是有些应用程序仍旧把信号值29当作SIGLOST

进程处理信号的方式

• 除非进程收到的信号是SIGKILL之类只能采取默认行动的信号, 否则多半都是由进程自行决定, 主要有4中方式:

1. 系统默认处理,一般的默认处理就是终止运行
2. 忽略信号
3. 暂停搁置信号
4. 利用系统调用 signal 设定处理信号的函数

注册信号调用函数

//参数signumber表示所注册函数针对的信号,其取值为上表1表2种的信号名
//参数func通常是指向调用函数的函数指针,它指定收到信号后进程所采取的行动,这个就是信号处理函数,此函数有一个整数参数且返回值为void
//这个信号处理函数可能是用户自定义的函数,或者取值SIG_IGN或SIG_DFL
//SIG_IGN表示忽略signumber所指出的信号
//SIG_DFL表示调用系统定义的缺省处理
//信号处理函数的参数是要处理的信号的信号值
//不能为SIGKILL和SIGSTOP设置信号处理函数
//signal函数的返回值类型同参数func,其正确返回值应为上次信号的处理函数,错误返回-1
#include <sygnal.h> void (*signal(int signumber, void((*func)(int))))(int);

linux提供另一个功能更强的系统调用sigaction:

• 函数sigaction可以实现函数signal的功能,而且还提供的更加详细的信息.

//参数signum指定要处理的信号(除SIGKILL和SIGSTOP之外)
//act和oldact都是指向信号动作结构的指针
#include <signal.h> int sigaction(int signum, const struct sigaction *act, struct sigaction *oldact);
其中sigaction结构的结构体如下:
struct sigaction{ void (*sa_handler)(int); //其中sa_handler用于指向信号处理函数的地址 void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *); //sa_sigaction是指向函数的指针, //它指向的函数有三个参数,其中第二个为siginfo_t结构体 sigset_t sa_mask; int sa_flags; //指示信号处理函数的不同选项.可以通过位运算的或运算(OR)串接不同的参数而实现所需的选项设置.将其赋值为0表示选用所有的默认选项 }
那么siginfo_t的结构体如下:
struct siginfo_t{ int si_signo; //signal number int si_errno; //an errno value int si_code; //signal code pid_t si_pid; // sending process id uid_t si_uid; //real user id of sending process int si_status; //exit value or signal clock_t si_utime; //user time consumed clock_t si_stime; // system time consumed signal_t si_value; //signal value int si_int; //POSIX.1 b signal void *si_ptr; //POSIX.1b signal void *si_addr; //memory location that caused fault int si_band; //band event int si_fd; //file descriptor }
//如下是sa_flags可选标志

sa_flags	对应设置
SA_NOCLDSTOP	用于指定信号SIGCHLD,当子进程被中断时,不产生此信号,当且仅当子进程结束时产生该信号
SA_NOCLDWAIT	当信号为SIGCHLD时,此选项可以避免子进程的僵死
SA_NODEFER	当信号处理程序正在运行时,不阻塞对于信号处理函数自身的信号功能
SA_NOMASK
SA_ONESHOT
SA_RESETHEND
SA_RESTART
SA_SIGINFO

• 对函数 sigaction 函数的简单调用
  void sighandler(int signum);//自定义处理信号的函数 //... struct sigaction act; act.sa_handler = sighandler;//指定信号处理函数的地址 sigemptyset(&act.sa_mask);//对sigaction的成员sa_mask初始化 act.sa_flags = 0;//初始化成员sa_flags if(sigaction(SIGTERM, &act, NULL)== -1){//函数调用设置对信号的处理 printf("could not register signal handler.\n"); return 1; } //...

信号集

• 一个用户进程常常需要对多个信号做出处理