Chinaunix首页 | 论坛 | 博客
  • 博客访问: 7919580
  • 博文数量: 701
  • 博客积分: 2150
  • 博客等级: 上尉
  • 技术积分: 13233
  • 用 户 组: 普通用户
  • 注册时间: 2011-06-29 16:28
个人简介

天行健,君子以自强不息!

文章分类

全部博文(701)

文章存档

2019年(2)

2018年(12)

2017年(76)

2016年(120)

2015年(178)

2014年(129)

2013年(123)

2012年(61)

分类: LINUX

2012-11-21 14:11:03

一、信号
信号是UNIX和Linux系统响应某些条件而产生的一个事件。
接收到该信号的进程会相应地采取一些行动。
 
在软件层次上, 信号是对中断机制的一种模拟;
在实现原理上, 一个进程收到一个信号与处理器收到一个中断请求可以说是一样的。

信号是异步的,
一个进程不必通过任何操作来等待信号的到达, 
因为,事实上,进程也不知道信号具体什么时候会到达。
信号是进程间通信机制中唯一的 异步通信机制

可以将其看作是异步通知,
通知接收信号的进程有哪些事情发生了。

信号机制经过POSIX实时扩展后,功能更加强大,
除了基本通知功能外,还可以传递附加信息。

术语
"生成(raise)" 表示产生一个信号;
"捕获(catch)" 表示接收到一个信号;
信号可以被生成, 捕获, 响应或(至少对一些信号)忽略。

二、 信号来源
信号事件的发生有两个来源:
硬件来源, 如按下了键盘或者其它硬件故障;
软件来源, 最常用发送信号的系统函数是kill, raise, alarm和setitimer以及sigqueue函数,
          软件来源还包括一些非法运算等操作。

三、 信号的分类
可以从两个不同的分类角度对信号进行分类:
(1)可靠性方面    : 可靠信号与不可靠信号;
(2)与时间的关系上: 实时信号与非实时信号。

1. 可靠信号与不可靠信号
"不可靠信号"
Linux信号机制基本上是从Unix系统中继承过来的。
早期Unix系统中的信号机制比较简单和原始,后来在实践中暴露出一些问题,
因此,把那些建立在早期机制上的信号叫做"不可靠信号",
信号值小于SIGRTMIN(Red hat 7.2中,SIGRTMIN=32,SIGRTMAX=63)的信号都是不可靠信号。
这就是"不可靠信号"的来源。

它的主要问题是:
A. 进程每次处理信号后,就将对信号的响应设置为默认动作。
   在某些情况下,将导致对信号的错误处理;
   因此,用户如果不希望这样的操作,
   那么就要在信号处理函数结尾再一次调用signal(),重新安装该信号。
B. 信号可能丢失,后面将对此详细阐述。

因此,早期unix下的不可靠信号主要指的是进程可能对信号做出错误的反应以及信号可能丢失。
Linux支持不可靠信号,但是对不可靠信号机制做了改进:
在调用完信号处理函数后,不必重新调用该信号的安装函数(信号安装函数是在可靠机制上的实现)。
因此,Linux下的不可靠信号问题主要指的是信号可能丢失。

"可靠信号"
随着时间的发展,实践证明了有必要对信号的原始机制加以改进和扩充。
所以,后来出现的各种Unix版本分别在这方面进行了研究,力图实现"可靠信号"。
由于原来定义的信号已有许多应用,不好再做改动,
最终只好又新增加了一些信号,并在一开始就把它们定义为可靠信号,
这些信号支持排队,不会丢失。
同时,信号的发送和安装也出现了新版本:
信号发送函数sigqueue()及信号安装函数sigaction()。

POSIX.4对可靠信号机制做了标准化。
但是,POSIX只对可靠信号机制应具有的功能以及信号机制的对外接口做了标准化,
对信号机制的实现没有作具体的规定。

信号值位于SIGRTMIN和SIGRTMAX之间的信号都是可靠信号,
可靠信号克服了信号可能丢失的问题。

Linux在支持新版本的
信号安装函数sigation()以及
信号发送函数sigqueue()的同时,
仍然支持早期的signal()信号安装函数,和信号发送函数 kill()。

对于目前linux的两个信号安装函数:signal()及sigaction()来说,
它们都不能把SIGRTMIN以前的信号变成可靠信号
(都不支持排队,仍有可能丢失,仍然是不可靠信号),
而且对SIGRTMIN以后的信号都支持排队。

这两个函数的最大区别在于: 
经过 sigaction安装的信号都 能   传递信息给信号处理函数(对所有信号这一点都成立),
经过 signal   安装的信号却 不能 传递信息给信号处理函数。
对于信号发送函数来说也是一样的。

2. 实时信号与非实时信号
早期Unix系统只定义了32种信号,
Ret hat7.2支持64种信号,编号0-63(SIGRTMIN=31,SIGRTMAX=63),
将来可能进一步增加,这需要得到内核的支持。

前32种信号已经有了预定义值,
每个信号有了确定的用途及含义,并且每种信号都有各自的缺省动作。
如按键盘的CTRL+C时,会产生SIGINT信号,对该信号的默认反应就是进程终止。

后32个信号表示实时信号,等同于前面阐述的可靠信号。
这保证了发送的多个实时信号都被接收。
实时信号是POSIX标准的一部分,可用于应用进程。

非实时信号都 不支持排队,都是不可靠信号;
  实时信号都 支持排队,  都是可靠信号。

四、进程对信号的响应 
进程可以通过三种方式来响应一个信号:
(1) 忽略信号,
    即对信号不做任何处理,
    其中,有两个信号不能忽略:SIGKILL及 SIGSTOP;
(2) 捕捉信号。
    定义信号处理函数,当信号发生时,执行相应的处理函数;
(3) 执行缺省操作,
    Linux对每种信号都规定了默认操作,
    详细情况请参考相关资料。
注意,进程对实时信号的缺省反应是进程终止

Linux究竟采用上述三种方式的哪一个来响应信号,
取决于传递给相应API函数的参数。

信号响应的简单示例:
函数ouch对通过参数sig传递进来的信号作出响应。
信号出现时,程序调用该函数,
它打印一条消息,
然后将信号SIGINT(默认情况下,按ctrl+c产生这个信号)的处理方式恢复为默认行为。

  1. #include <signal.h>
  2. #include <stdio.h>
  3. #include <unistd.h>

  4. void ouch(int sig)
  5. {
  6.   printf("OUCH! -I got signal %d\n", sig);
  7.   void signal(SIGINT, SIG_DFL);
  8. }

  9. int main()
  10. {
  11.   (void) signal(SIGINT, ouch);
  12.    
  13.   while(1)
  14.   {
  15.     printf("Hello World!\n");
  16.     sleep(1);
  17.   }
  18. }
第一次按Ctrl+c让程序作出响应,
然后继续执行。
再按一次Ctrl+c程序结束,因为SIGINT信号的处理方式已恢复成默认。
  1. $./ctrlc1
  2. Hello
  3. Hello
  4. Hello
  5. ^C
  6.  - I got signal 2

  7. Hello
  8. Hello
  9. Hello
  10. ^C
  11. $

五、信号的发送
发送信号的主要函数有:
kill()、raise()、 sigqueue()、alarm()、setitimer()以及abort()。

1. kill()

  1. #include <sys/types.h>
  2. #include <signal.h>
  3. int kill(pid_t pid, int sig);
sig   : 是信号值,
        当为0时(即空信号),实际不发送任何信号,
        但照常进行错误检查.
        因此,可用于检查目标进程是否存在,
        以及当前进程是否具有向目标发送信号的权限
        (root权限的进程可以向任何进程发送信号,
         非root权限的进程只能向属于同一个session或者同一个用户的进程发送信号)。

kill函数把参数sig给定的信号发送结由参数pid给出的进程号所指定的进程
Kill()最常用于 "pid > 0"时的信号发送,
调用成功, 返回 0;
    否则, 返回 -1。 

NOTE: 对于 "pid < 0" 时的情况,对于哪些进程将接受信号,
      各种版本说法不一,其实很简单,参阅内核源码kernal/signal.c即可,
      上表中的规则是参考red hat 7.2。

2. raise()

  1. #include <signal.h>
  2. int raise(int signo);
向进程本身发送信号,参数为即将发送的信号值。
调用成功 返回 0;
   否则,返回 -1。

3. sigqueue()

  1. #include <sys/types.h>
  2. #include <signal.h>
  3. int sigqueue(pid_t pid, int sig, const union sigval val);
调用成功, 返回 0;
    否则, 返回 -1。

sigqueue()是比较新的发送信号系统调用,
主要是针对实时信号提出的(当然也支持前32种),
支持信号带有参数,
与函数sigaction()配合使用。

pid : 指定接收信号的进程ID; 
sig : 确定即将发送的信号;
val : 是一个联合数据结构union sigval,
      指定了信号传递的参数,即通常所说的4字节值。

  1. typedef union sigval {
  2.         int sival_int;
  3.         void *sival_ptr;
  4. }sigval_t;
sigqueue()比kill()传递了更多的附加信息,
但sigqueue()只能向一个进程发送信号,
而不能发送信号给一个进程组。

如果signo=0,将会执行错误检查,但实际上不发送任何信号,
0值信号可用于检查pid的有效性以及当前进程是否有权限向目标进程发送信号。

在调用sigqueue时,
sigval_t指定的信息会拷贝到3参数信号处理函数
(3参数信号处理函数指的是信号处理函数由 sigaction安装,
并设定了sa_sigaction指针,稍后将阐述)
的siginfo_t结构中,
这样信号处理函数就可以处理这些信息了。
由于 sigqueue系统调用支持发送带参数信号,
所以比kill()系统调用的功能要灵活和强大得多。

4. alarm()
  1. #include <unistd.h>
  2. unsigned int alarm(unsigned int seconds);
专门为SIGALRM信号而设,
在指定的时间seconds秒后,将向进程本身发送SIGALRM信号,又称为闹钟时间。
进程调用alarm后,任何以前的alarm()调用都将无效。
如果参数seconds为零,那么进程内将不再包含任何闹钟时间。

返回值,
如果 调用alarm()前,进程中已经设置了闹钟时间,
     则返回上一个闹钟时间的剩余时间,
否则 返回0。

模拟一个闹钟:

  1. #include <sys/types.h>
  2. #include <signal.h>
  3. #include <stdio.h>
  4. #include <unistd.h>
  5. #include <stdlib.h>
  6. static int alarm_fired = 0;
  7. void ding(int sig)
  8. {
  9.   alarm_fired = 1;
  10. }
子进程在等待5秒后发送一个SIGALRM信号给它的父进程。

  1. int main()
  2. {
  3.   pid_t pid;
  4.   printf(“alarm application starting\n”);
  5.   
  6.   pid = fork();
  7.   switch(pid) {
  8.   case -1:
  9.     /* Failure */
  10.     perror(“fork failed”);
  11.     exit(1);
  12.   case 0:
  13.     /* child */
  14.     sleep(5);
  15.     kill(getppid(), SIGALRM);
  16.     exit(0);
  17.   }
父进程通过一个signal调用安排好捕获SIGALRM信号的工作,然后等待它的到来。


  1.   /* if we get here we are the parent process */
  2.   printf(“waiting for alarm to go off\n”);
  3.   (void) signal(SIGALRM, ding);

  4.   /*程序把执行挂起,直到出现一个信号为止*/
  5.   pause();
  6.   if (alarm_fired)
  7.     printf(“Ding!\n”);

  8.   printf(“done\n”);
  9.   exit(0);
  10. }
  1. $ ./alarm
  2. alarm application starting
  3. waiting for alarm to go off
  4. <5 second pause>

  5. done
  6. $
5. setitimer()
  1. #include <sys/time.h>
  2. int setitimer(int which, const struct itimerval *value, struct itimerval *ovalue));
setitimer()比alarm功能强大,支持3种类型的定时器:
ITIMER_REAL   : 设定绝对时间;
                经过指定的时间后,内核将发送SIGALRM信号给本进程;
ITIMER_VIRTUAL: 设定程序执行时间;
                经过指定的时间后,内核将发送SIGVTALRM信号给本进程;
ITIMER_PROF   : 设定进程执行以及内核因本进程而消耗的时间和,
                经过指定的时间后,内核将发送ITIMER_VIRTUAL信号给本进程;

which : 指定定时器类型(上面三种之一);
value : 是结构体itimerval的一个实例,结构itimerval形式见附录1。
ovalue: 可不做处理。

调用成功, 返回 0,
    否则, 返回-1。

6. abort()
  1. #include <stdlib.h>
  2. void abort(void);
向进程发送SIGABORT信号,默认情况下进程会异常退出,
当然可定义自己的信号处理函数。
即使SIGABORT被进程设置为阻塞信号,调用abort()后,SIGABORT仍然能被进程接收。
该函数无返回值。

六、信号的安装(设置信号关联动作)
如果进程要处理某一信号,那么就要在进程中安装该信号。

安装信号主要用来确定信号值及进程针对该信号值的动作之间的映射关系,
即进程将要处理哪个信号;该信号被传递给进程时,将执行何种操作。

linux主要有两个函数实现信号的安装:
signal()、sigaction()。

signal(): 在可靠信号系统调用的基础上实现, 是库函数。
          它只有两个参数,不支持信号传递信息,主要是用于前32种非实时信号的安装;

sigaction(): 是较新的函数(由两个系统调用实现:sys_signal以及sys_rt_sigaction),
             有三个参数,支持信号传递信息,
             主要用来与 sigqueue() 系统调用配合使用,
             当然,sigaction()同样支持非实时信号的安装。
             sigaction()优于signal()主要体现在支持信号带有参数。

1. signal()
  1. #include <signal.h>
  2. void (*signal(int signum, void (*handler))(int)))(int);
如果该函数原型不容易理解的话,可以参考下面的分解方式来理解:
  1. typedef void (*sighandler_t)(int)
  2. sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler));
signum : 指定信号的值,
handler: 指定针对前面信号值的处理,
         可以忽略该信号(参数设为SIG_IGN);
         可以采用系统默认方式处理信号(参数设为SIG_DFL);
         也可以自己实现处理方式(参数指定一个函数地址)。

如果 signal()调用成功,
     返回最后一次为安装信号signum而调用signal()时的handler值;
失败 则返回SIG_ERR。

2. sigaction()
  1. #include <signal.h>
  2. int sigaction(int sig,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。
sig   : 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。
act   : 指向结构体sigaction的一个实例的指针,
        在结构体 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;

        参数act 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.

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oldact不是空指针, sigaction将把原先对该信号的动作写到它指向的位置。
        如果oldact  是空指针, 则sigaction函数就不需要再做其它设置了。

如果把参数act, oldact都设为NULL,那么该函数可用于检查信号的有效性。

sigaction结构定义在文件signal.h中,
它的作用是定义在接收到参数sig指定的信号后应该采用的行动。
该结构至少应该包含以下几个成员:

  1. void(*) (int) sa_handler; // function, SIG_DFL or SIG_IGN
  2. sigset_t sa_mask;         // signals to block in sa_handler
  3. int sa_flags;             // signal action modifiers
在参数act指向的sigaction结构中,
sa_handler 是一个函数指针,它指向接收到信号sig时将被调用的信号处理函数。
           它相当于前面见到的传递给函数signal的参数func.
           可以将它设置为特殊值:
           SIG_IGN 忽略信号
           SIG_DFL 把对该信号的处理方式恢复为默认动作。
sa_mask    指定了一个信号集,
           在调用sa_handler所指向的信号处理函数之前,
           该信号集将被加入到进程的信号屏蔽字中。
           这是一组将被阻塞且不会被传递给该进程的信号。
           设置信号屏蔽字可以防止前面看到的信号在它的处理函数还未运行结束时就被接收到的情况。
           使用sa_mask字段可以消除这一竞态条件。

sa_flags   由于sigaction函数设置的信号处理函数在默认情况下是不被重置的,
           如果希望在调用完信号处理函数后进行重置,
           就必须在sa_flags成员中包含值SA_RESETHAND.
取值:
SA_NOCLDSTOP  子进程停止时不产生SIGCHLD信号
SA_RESETHAND  将对此信号的处理方式在信号处理函数的入口处重置为SIG_DFL
SA_RESTART    重启可中断的函数而不是给出EINTER错误
SA_NODEFER    捕获到信号时不将它添加到信号屏蔽字中


返回值:
与signal函数一样,sigaction函数会在成功时返回0,失败时返回-1.
如果给出的信号无效或者试图对一个不允许被捕获或忽略的信号进行捕获或忽略,
错误变量errno将被置为EINVAL。

示例: 
用sigaction来截获SIGINT信号.

  1. #include <signal.h>
  2. #include <stdio.h>
  3. #include <unistd.h>
  4. void ouch(int sig)
  5. {
  6.   printf( - I got signal %d\n”, sig);
  7. }

  8. int main()
  9. {
  10.   struct sigaction act;
  11.   act.sa_handler = ouch;
  12.   sigemptyset(&act.sa_mask);
  13.   act.sa_flags = 0;

  14.   sigaction(SIGINT, &act, 0);
  15.   while(1) {
  16.     printf(“Hello World!\n”);
  17.     sleep(1);
  18.   }
  19. }
按下Ctrl+C组合键,就可以看到一条消息。
因为sigaction函数连续处理到来的SIGINT信号。
要想终止这个程序,按下Ctrl+\组合键,
它默认情况下产生SIGQUIT信号。
  1. $ ./ctrlc2
  2. Hello
  3. Hello
  4. Hello
  5. ^C
  6.  - I got signal 2
  7. Hello
  8. Hello
  9. ^C
  10.  - I got signal 2
  11. Hello
  12. Hello
  13. ^\
  14. Quit
  15. $

七、信号集及信号集操作函数:

信号集被定义为一种数据类型:
  1. typedef struct
  2. {
  3.   unsigned long sig[_NSIG_WORDS]
  4. } sigset_t
信号集用来描述信号的集合,
linux所支持的所有信号可以全部或部分的出现在信号集中,
主要与信号阻塞相关函数配合使用。

下面是为信号集操作定义的相关函数:
  1. #include <signal.h>
  2. int sigemptyset(sigset_t *set);
  3. int sigfillset(sigset_t *set);
  4. int sigaddset(sigset_t *set, int signum);
  5. int sigdelset(sigset_t *set, int signum);
  6. int sigismember(const sigset_t *set, int signum);
  7. int sigprocmask(int how, const sigset_t *set, sigset_t *oset);
  8. int sigpending(sigset_t *set);
  9. ing sigsuspend(const sigset_t *sigmask);
int 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;

int 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;

int sigaddset(sigset_t *set, int signum);         
在set指向的信号集中加入signum信号;

int sigdelset(sigset_t *set, int signum);         
在set指向的信号集中删除signum信号;

int sigismember(const sigset_t *set, int signum); 
判定信号signum是否在set指向的信号集中;
如果是,  则返回1,
如果不是,则返回0,
如果给定的信号无效,它的返回-1并设置errno为EINVAL.

int sigprocmask(int how, const sigset_t *set, sigset_t *oset);
根据参数how指定的方法修改进程的信号屏蔽字。
新的屏蔽字由参数set(如果它不为空)指定,
而原先的信号屏蔽字将保存到信号集oset中。

how的取值为:
SIG_BLOCK   把参数set中的信号添加到信号屏蔽字中
SIG_SETMASK 把信号屏蔽字设置为参数set中的信号
SIG_UNBLOCK 从信号屏蔽字中删除参数set中的信号

如果参数set为空指针,how的值就没有意义,
此时调用的唯一目的就是把当前屏蔽字的值保存到oset中。

成功,返回0,
如果参数how值无效,它将返回-1并设置errno为EINVAL.

int sigpending(sigset_t *set);
如果一个信号被进程阻塞,
它就不会传递给进程,但会停留在待处理状态。
程序可以通过调用sigpending来查看它阻塞的信号中有哪些正停留在待处理状态。
该函数的作用是:
将被阻塞的信号中停留在待处理状态的一组信号写到参数set指向的信号集中,
成功时,返回0,
否则,  返回-1并设置errno以表明错误的原因。

如果程序要处理信号,同时又要控制信号处理函数的调用时间,这个函数就很有用了。


ing sigsuspend(const sigset_t *sigmask);
进程可以通过调用它来挂起自己的执行,
直到信号集中的一个信号到达为止。
它是pause函数更通用的表现形式。

该函数将进程的屏蔽辽替换为由参数sigmask给出的信号集,
然后挂起程序的执行,
程序将在信号处理函数执行完毕后继续执行。
如果接收到的信号终止了程序,sigsuspend就不会返回;
如果接收到的信号没有终止程序,sigsuspend就返回-1并将errno设置为EINTR.

八、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。

九、信号生命周期
从信号发送到信号处理函数的执行完毕

对于一个完整的信号生命周期(从信号发送到相应的处理函数执行完毕)来说,
可以分为三个重要的阶段,

这三个阶段由四个重要事件来刻画:
信号诞生;
信号在进程中注册完毕;
信号在进程中的注销完毕;
信号处理函数执行完毕。

相邻两个事件的时间间隔构成信号生命周期的一个阶段。

十、信号编程注意事项
1. 防止不该丢失的信号丢失。
如果对九中所提到的信号生命周期理解深刻的话,
很容易知道信号会不会丢失,以及在哪里丢失。

2. 程序的可移植性
考虑到程序的可移植性,应该尽量采用POSIX信号函数,
POSIX信号函数主要分为两类:
POSIX 1003.1信号函数:
kill()、
sigaction()、
sigaddset()、
sigdelset()、
sigemptyset()、
sigfillset()、
sigismember()、
sigpending()、
sigprocmask()、
sigsuspend()。

POSIX 1003.1b信号函数。
POSIX 1003.1b在信号的实时性方面对POSIX 1003.1做了扩展,包括以下三个函数: 
sigqueue()、
sigtimedwait()、
sigwaitinfo()。 

其中,
sigqueue主要针对信号发送,
sigtimedwait及sigwaitinfo()主要用于取代sigsuspend()函数。

为了增强程序的稳定性,在信号处理函数中应使用可重入函数,
因为进程在收到信号后,就将跳转到信号处理函数去接着执行。
如果信号处理函数中使用了不可重入函数,
那么信号处理函数可能会修改原来进程中不应该被修改的数据,
这样进程从信号处理函数中返回接着执行时,可能会出现不可预料的后果。
不可再入函数在信号处理函数中被视为不安全函数。
NOTE: 所谓可重入函数是指一个可以被多个任务调用的过程,任务在调用时不必担心数 据是否会出错。

满足下列条件的函数多数是不可再入的:
(1)使用静态的数据结构,
   如 getlogin(),gmtime(),getgrgid(),getgrnam(),getpwuid()以及getpwnam()等等;
(2)函数实现时,调用了malloc()或者free()函数;
(3)实现时使用了标准I/O函数的。

The Open Group视下列函数为可再入的:
_exit()、access()、alarm()、

cfgetispeed()、cfgetospeed()、 cfsetispeed()、cfsetospeed()、

chdir()、chmod()、chown() 、close()、creat()、

dup()、dup2()、

execle()、execve()、

fcntl()、fork()、 fpathconf()、fstat()、fsync()、

getegid()、 geteuid()、getgid()、getgroups()、getpgrp()、getpid()、getppid()、getuid()、 

kill()、link()、lseek()、

mkdir()、mkfifo()、 

open()、

pathconf()、pause()、pipe()、

raise()、read()、rename()、rmdir()、 

setgid()、setpgid()、setsid()、setuid()、 sigaction()、sigaddset()、
sigdelset()、sigemptyset()、sigfillset()、 sigismember()、signal()、
sigpending()、sigprocmask()、sigsuspend()、sleep()、 stat()、sysconf()、

tcdrain()、tcflow()、tcflush()、tcgetattr()、tcgetpgrp()、 tcsendbreak()、
tcsetattr()、tcsetpgrp()、time()、times()、

umask()、uname()、unlink()、utime()、

wait()、waitpid()、write()。

十一、信号应用实例
linux下的信号应用,程序员所要做的最多只有三件事情:
安装信号(推荐使用sigaction());
实现三参数信号处理函数,handler(int signal,struct siginfo *info, void *);
发送信号,推荐使用sigqueue()。

实际上,对有些信号来说,只要安装信号就足够了(信号处理方式采用缺省或忽略)。
其他可能要做的无非是与信号集相关的几种操作。




附: linux信号列表
$ kill -l
1) SIGHUP        
2) SIGINT        
3) SIGQUIT       
4) SIGILL 
5) SIGTRAP       
6) SIGABRT       
7) SIGBUS        
8) SIGFPE 
9) SIGKILL      
10) SIGUSR1      
11) SIGSEGV      
12) SIGUSR2
13) SIGPIPE      
14) SIGALRM      
15) SIGTERM      
17) SIGCHLD
18) SIGCONT      
19) SIGSTOP      
20) SIGTSTP      
21) SIGTTIN
22) SIGTTOU      
23) SIGURG       
24) SIGXCPU      
25) SIGXFSZ
26) SIGVTALRM    
27) SIGPROF      
28) SIGWINCH     
29) SIGIO
30) SIGPWR       
31) SIGSYS       

34) SIGRTMIN     
35) SIGRTMIN+1
36) SIGRTMIN+2   
37) SIGRTMIN+3   
38) SIGRTMIN+4   
39) SIGRTMIN+5
40) SIGRTMIN+6   
41) SIGRTMIN+7   
42) SIGRTMIN+8   
43) SIGRTMIN+9
44) SIGRTMIN+10
45) SIGRTMIN+11 
46) SIGRTMIN+12 
47) SIGRTMIN+13
48) SIGRTMIN+14 
49) SIGRTMIN+15 
50) SIGRTMAX-14 
51) SIGRTMAX-13
52) SIGRTMAX-12 
53) SIGRTMAX-11 
54) SIGRTMAX-10 
55) SIGRTMAX-9
56) SIGRTMAX-8   
57) SIGRTMAX-7   
58) SIGRTMAX-6   
59) SIGRTMAX-5
60) SIGRTMAX-4   
61) SIGRTMAX-3   
62) SIGRTMAX-2   
63) SIGRTMAX-164) SIGRTMAX

列表中,
编号为1 ~ 31的信号为传统UNIX支持的信号,是不可靠信号(非实时的);
编号为32 ~ 63的信号是后来扩充的,称做可靠信号(实时信号)。
不可靠信号和可靠信号的区别在于前者不支持排队,可能会造成信号丢失,而后者不会。

下面对编号小于SIGRTMIN的信号进行讨论。
1) SIGHUP
本信号在用户终端连接(正常或非正常)结束时发出, 
通常是在终端的控制进程结束时, 
通知同一session内的各个作业, 这时它们与控制终端不再关联。

登录Linux时,系统会分配给登录用户一个终端(Session)。
在这个终端运行的所有程序,包括前台进程组和后台进程组,一般都属于这个Session。
当用户退出Linux登录时,前台进程组和后台有对终端输出的进程将会收到SIGHUP信号。
这个信号的默认操作为终止进程,因此前台进程组和后台有终端输出的进程就会中止。
不过可以捕获这个信号,比如wget能捕获SIGHUP信号,
并忽略它,这样就算退出了Linux登录,wget也能继续下载。

此外,对于与终端脱离关系的守护进程,这个信号用于通知它重新读取配置文件。

2) SIGINT
程序终止(interrupt)信号, 
在用户键入INTR字符(通常是Ctrl-C)时发出,用于通知前台进程组终止进程。

3) SIGQUIT
和SIGINT类似, 但由QUIT字符(通常是Ctrl-\)来控制. 
进程在因收到SIGQUIT退出时会产生core文件, 在这个意义上类似于一个程序错误信号。

4) SIGILL
执行了非法指令. 
通常是因为可执行文件本身出现错误, 或者试图执行数据段.
堆栈溢出时也有可能产生这个信号。

5) SIGTRAP
由断点指令或其它trap指令产生. 由debugger使用。

6) SIGABRT
调用abort函数生成的信号。

7) SIGBUS
非法地址, 包括内存地址对齐(alignment)出错。
比如访问一个四个字长的整数, 但其地址不是4的倍数。
它与SIGSEGV的区别在于后者是由于对合法存储地址的非法访问触发的
(如访问不属于自己存储空间或只读存储空间)。

8) SIGFPE
在发生致命的算术运算错误时发出. 
不仅包括浮点运算错误, 还包括溢出及除数为0等其它所有的算术的错误。

9) SIGKILL
用来立即结束程序的运行. 
本信号不能被阻塞、处理和忽略。
如果管理员发现某个进程终止不了,可尝试发送这个信号。

10) SIGUSR1
留给用户使用

11) SIGSEGV
试图访问未分配给自己的内存, 或试图往没有写权限的内存地址写数据.

12) SIGUSR2
留给用户使用

13) SIGPIPE
管道破裂。
这个信号通常在进程间通信产生,
比如采用FIFO(管道)通信的两个进程,
读管道没打开或者意外终止就往管道写,写进程会收到SIGPIPE信号。
此外用Socket通信的两个进程,写进程在写Socket的时候,读进程已经终止。

14) SIGALRM
时钟定时信号, 
计算的是实际的时间或时钟时间. alarm函数使用该信号.

15) SIGTERM
程序结束(terminate)信号, 与SIGKILL不同的是该信号可以被阻塞和处理。
通常用来要求程序自己正常退出,shell命令kill缺省产生这个信号。
如果进程终止不了,我们才会尝试SIGKILL。

17) SIGCHLD
子进程结束时, 父进程会收到这个信号。

如果父进程没有处理这个信号,也没有等待(wait)子进程,
子进程虽然终止,但是还会在内核进程表中占有表项,
这时的子进程称为僵尸进程。
这种情况我们应该避免
(父进程或者忽略SIGCHILD信号,或者捕捉它,或者wait它派生的子进程,或者父进程先终止,
这时子进程的终止自动由init进程来接管)。

18) SIGCONT
让一个停止(stopped)的进程继续执行. 
本信号不能被阻塞. 
可以用一个handler来让程序在由stopped状态变为继续执行时完成特定的工作. 
例如, 重新显示提示符

19) SIGSTOP
停止(stopped)进程的执行.
 注意它和terminate以及interrupt的区别:
该进程还未结束, 只是暂停执行. 
本信号不能被阻塞, 处理或忽略.

20) SIGTSTP
停止进程的运行, 但该信号可以被处理和忽略.
 用户键入SUSP字符时(通常是Ctrl-Z)发出这个信号

21) SIGTTIN
当后台作业要从用户终端读数据时, 该作业中的所有进程会收到SIGTTIN信号. 
缺省时这些进程会停止执行.

22) SIGTTOU
类似于SIGTTIN, 但在写终端(或修改终端模式)时收到.

23) SIGURG
有"紧急"数据或out-of-band数据到达socket时产生.

24) SIGXCPU
超过CPU时间资源限制. 这个限制可以由getrlimit/setrlimit来读取/改变。

25) SIGXFSZ
当进程企图扩大文件以至于超过文件大小资源限制。

26) SIGVTALRM
虚拟时钟信号. 类似于SIGALRM, 但是计算的是该进程占用的CPU时间.

27) SIGPROF
类似于SIGALRM/SIGVTALRM, 但包括该进程用的CPU时间以及系统调用的时间.

28) SIGWINCH
窗口大小改变时发出.

29) SIGIO
文件描述符准备就绪, 可以开始进行输入/输出操作.

30) SIGPWR
Power failure

31) SIGSYS
非法的系统调用。

在以上列出的信号中,
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

阅读(7949) | 评论(1) | 转发(2) |
给主人留下些什么吧!~~

wangmopp2013-06-07 14:02:09

看了博主文章对信号有了更充分的了解了!