singal-linux信号处理

singal（软件中断信号）一种软件中断机制是进程间异步通信的方法，信号除了基本通知外还可以传递附加信息。

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。

可以从两个不同的分类角度对信号进行分类：

可靠性方面：可靠信号与不可靠信号；

与时间的关系上：实时信号与非实时信号。
信号的种类

可靠信号与不可靠信号, 实时信号与非实时信号

可靠信号就是实时信号, 那些从UNIX系统继承过来的信号都是非可靠信号, 表现在信号

不支持排队,信号可能会丢失, 比如发送多次相同的信号, 进程只能收到一次. 信号值小于

SIGRTMIN的都是非可靠信号.

非可靠信号就是非实时信号, 后来, Linux改进了信号机制, 增加了32种新的信号, 这些信

号都是可靠信号, 表现在信号支持排队, 不会丢失, 发多少次, 就可以收到多少次. 信号值

位于 [SIGRTMIN, SIGRTMAX] 区间的都是可靠信号.

The real-time signals, ranging from SIGRTMIN to SIGRTMAX, are a set of signals that can be used for application-defined purposes.
Because SIGRTMIN may have different values on different Unix-like systems, applications should always refer to the signals in the form SIGRTMIN+n, where n is a constant integer expression.
The real-time signals have a number of properties that differentiate them from other signals and make them suitable for application-defined purposes:
* Multiple instances of a real-time signal can be sent to a process and all will be delivered.
* Real-time signals can be accompanied by an integer or pointer value (see sigqueue[2]).
* Real-time signals are guaranteed to be delivered in the order they were emitted.

早期的Linux使用系统调用 signal 来安装信号

#include

void (*signal(int signum, void (*handler))(int)))(int); 

该函数有两个参数, signum指定要安装的信号, handler指定信号的处理函数.

该函数的返回值是一个函数指针, 指向上次安装的handler

经典安装方式:

if (signal(SIGINT, SIG_IGN) != SIG_IGN) {

    signal(SIGINT, sig_handler);

}

先获得上次的handler, 如果不是忽略信号, 就安装此信号的handler

使用库函数 sigaction  来安装信号

为了克服非可靠信号并同一SVR4和BSD之间的差异, 产生了 POSIX 信号安装方式, 使用

sigaction安装信号的动作后, 该动作就一直保持, 直到另一次调用 sigaction建立另一个

动作为止. 这就克服了古老的 signal 调用存在的问题

#include  
int sigaction(int signum,const struct sigaction *act,struct sigaction *oldact));

经典安装方式:

struct sigaction action, old_action;

/* 设置SIGINT */

action.sa_handler = sig_handler;

sigemptyset(&action.sa_mask);

sigaddset(&action.sa_mask, SIGTERM);

action.sa_flags = 0;

/* 获取上次的handler, 如果不是忽略动作, 则安装信号 */

sigaction(SIGINT, NULL, &old_action);

if (old_action.sa_handler != SIG_IGN) {

    sigaction(SIGINT, &action, NULL);

}

基于 sigaction 实现的库函数: signal

sigaction 自然强大, 但安装信号很繁琐, 目前linux中的signal()是通过sigation()函数

实现的，因此，即使通过signal（）安装的信号，在信号处理函数的结尾也不必

再调用一次信号安装函数。

#include
#include

void signalfunc(int sig)
{
        printf("get a signale:%d\n", sig);
        if(signal(SIGINT, SIG_DFL) == SIG_ERR)
        {
                printf("signal error signal func\n");
        }
}


int main()
{
        if(signal(SIGINT, signalfunc) == SIG_ERR)
        {
                printf("signale error\n");
                return 0;
        }

        while(1)
        {
                sleep(10);
        }
        return 0;
}

sa_mask指定在信号处理程序执行过程中，哪些信号应当被阻塞。缺省情况下当前信号本身被阻塞，防止信号的嵌套发送，除非指定SA_NODEFER或者SA_NOMASK标志位。

注：请注意sa_mask指定的信号阻塞的前提条件，是在由sigaction（）安装信号的处理函数执行过程中由sa_mask指定的信号才被阻塞。

sa_flags的取值如下表，取0表示选用所有默认选项。

SA_NOCLDSTOP:用于表示信号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此信号。

SA_NOCLDWATI:当信号为SIGCHLD,时可避免子进程僵死。

SA_NODEFER:当信号处理函数正在进行时，不堵塞对于信号处理函数自身信号功能。

SA_NOMASK:同SA_NODEFER

SA_ONESHOT:当用户注册的信号处理函数被执行过一次后，该信号的处理函数被设为系统默认的处理函数。

SA_RESETHAND:同SA_ONESHOT

SA_RESTART:是本来不能重新于运行的系统调用自动重新运行。

SA_SIGINFO:表明信号处理函数是由SA_SIGACTION指定的,而不是由SA_HANDLER指定的，它将显示更多的信号处理函数信息。

2、sigaction()

#include

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

sigaction函数用于改变进程接收到特定信号后的行为。该函数的第一个参数为信号的 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）。第二个参数是指向结构 sigaction的一个实例的指针，在结构sigaction的实例中，指定了对特定信号的处理，可以为空，进程会以缺省方式对信号处理；第三个参数 oldact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。如果把第二、第三个参数都设为NULL，那么该函数可用于检查信号 的有效性。

第二个参数最为重要，其中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。

sigaction结构定义如下：

 struct sigaction

{  union{      __sighandler_t _sa_handler;    

   void (*_sa_sigaction)(int,struct siginfo *, void *)；   

   }_u                 

   sigset_t sa_mask；                  

   unsigned long sa_flags；

   void (*sa_restorer)(void)；              

}     

其中，sa_restorer，已过时，POSIX不支持它，不应再被使用。

1、联合数据结构中的两个元素_sa_handler以及*_sa_sigaction指定信号关联函数，即用户指定的信号处理函数。除了可以是用户自定义的处理函数外，还可以为SIG_DFL(采用缺省的处理方式)，也可以为SIG_IGN（忽略信号）。

2、由_sa_handler指定的处理函数只有一个参数，即信号值，所以信号不能传递除信 号值之外的任何信息；由_sa_sigaction是指定的信号处理函数带有三个参数，是为实时信号而设的（当然同样支持非实时信号），它指定一个3参数 信号处理函数。第一个参数为信号值，第三个参数没有使用（posix没有规范使用该参数的标准），第二个参数是指向siginfo_t结构的指针，结构中 包含信号携带的数据值，参数所指向的结构如下：

siginfo_t {                 

            int      si_signo;  /* 信号值，对所有信号有意义*/                 

            int      si_errno;  /* errno值，对所有信号有意义*/             

            int      si_code;   /* 信号产生的原因，对所有信号有意义*/   

            union{      /* 联合数据结构，不同成员适应不同信号 */    

             //确保分配足够大的存储空间    

                   int _pad[SI_PAD_SIZE];     //对SIGKILL有意义的结构   

                  struct{       ...        }...     

            ... ... ... ... //对SIGILL, SIGFPE, SIGSEGV, SIGBUS有意义的结构                           

                 struct{       ...        }...    

                ... ...       }  

         } 

信号集被定义为一种数据类型：

 typedef struct {   unsigned long sig[_NSIG_WORDS]；   } sigset_t

 #include

int sigemptyset(sigset_t *set)；

int sigfillset(sigset_t *set)；

int sigaddset(sigset_t *set, int signum)；

int sigdelset(sigset_t *set, int signum)；

int sigismember(const sigset_t *set, int signum)；

sigemptyset(sigset_t *set)初始化由set指定的信号集，信号集里面的所有信号被清空；
sigfillset(sigset_t *set)调用该函数后，set指向的信号集中将包含linux支持的64种信号；
sigaddset(sigset_t *set, int signum)在set指向的信号集中加入signum信号；
sigdelset(sigset_t *set, int signum)在set指向的信号集中删除signum信号；
sigismember(const sigset_t *set, int signum)判定信号signum是否在set指向的信号集中。

七、信号阻塞与信号未决:

每个进程都有一个用来描述哪些信号递送到进程时将被阻塞的信号集，该信号集中的所有信号在递送到进程后都将被阻塞。下面是与信号阻塞相关的几个函数：

#include

int sigprocmask(int how, const sigset_t *set, sigset_t *oldset))；

int sigpending(sigset_t *set));

int sigsuspend(const sigset_t *mask))；

sigprocmask()函数能够根据参数how来实现对信号集的操作，操作主要有三种：

参数how 进程当前信号集

SIG_BLOCK 在进程当前阻塞信号集中添加set指向信号集中的信号

SIG_UNBLOCK 如果进程阻塞信号集中包含set指向信号集中的信号，则解除对该信号的阻塞

SIG_SETMASK 更新进程阻塞信号集为set指向的信号集

sigpending(sigset_t *set))获得当前已递送到进程，却被阻塞的所有信号，在set指向的信号集中返回结果。
sigsuspend(const sigset_t *mask))用于在接收到某个信号之前, 临时用mask替换进程的信号掩码, 并暂停进程执行，直到收到信号为止。sigsuspend 返回后将恢复调用之前的信号掩码。信号处理函数完成后，进程将继续执行。该系统调用始终返回-1，并将errno设置为EINTR。

http://blog.chinaunix.net/uid-722885-id-124817.html
程序不可捕获、阻塞或忽略的信号有：SIGKILL,SIGSTOP
不能恢复至默认动作的信号有：SIGILL,SIGTRAP
默认会导致进程流产的信号有：SIGABRT,SIGBUS,SIGFPE,SIGILL,SIGIOT,SIGQUIT,SIGSEGV,SIGTRAP,SIGXCPU,SIGXFSZ
默认会导致进程退出的信号有：SIGALRM,SIGHUP,SIGINT,SIGKILL,SIGPIPE,SIGPOLL,SIGPROF,SIGSYS,SIGTERM,SIGUSR1,SIGUSR2,SIGVTALRM
默认会导致进程停止的信号有：SIGSTOP,SIGTSTP,SIGTTIN,SIGTTOU
默认进程忽略的信号有：SIGCHLD,SIGPWR,SIGURG,SIGWINCH

此外，SIGIO在SVR4是退出，在4.3BSD中是忽略；SIGCONT在进程挂起时是继续，否则是忽略，不能被阻塞。