Linux信号机制

浏览数：18 / 时间：2015年06月20日

信号概念

信号是软件中断，很多比较重要的应用程序都需要处理信号，信号提供了一种处理异步事件的方法。

每个信号都有一个名字，这些名字都以三个字符SIG开头。例如，SIGABORT是要装信号，当进程调用abort函数时产生这种信号。不存在编号为0的信号。

很多条件可以产生信号：

当用户按某些终端键时，引发终端产生的信号。在终端按DELETE键（或者很多系统中的Ctrl+C键）通常产生终端信号（SIGINT）。这是停止一个已失去控制的程序的方法。
硬件异常产生信号：除数为0、无效的内存引用等等。这些条件通常由硬件检测到，并将其通知内核。然后内核为该条件发生时正在运行的进程产生适当的信号。例如，对执行一个无效内存引用的进程产生SIGSEGV信号。
进程调用kill(2)函数可将信号发送给另一个进程或进程组。自然，对此有所限制：接受信号进程和发送信号进程的所有者必须相同，或者发送信号进程的所有者必须是超级用户。
用户可用kill(1)命令将信号发送给其他进程。此命令只是kill函数的接口。常用此命令终止一个失控的后台进程。当检测到某种软件条件已经发生，并应将其通知有关进程时也产生信号。这里指的不是硬件产生的条件（如除以0），而是软件条件。例如SIGURG（在网络连接上传来带外数据是产生）、SIGPIPE（在管道的读进程已经终止后，一个进程写此管道时产生），以及SIGALRM（进程所设置的闹钟时钟超时时产生）。

信号是异步事件的经典实例。产生信号的事件对进程而言是随机出现的。进程不能简单地测试一个变量来判别是否出现了一个信号，而必须告诉内核“在次信号出现时，请执行下列操作”。

可以要求内核在某个信号出现时按照下列三种方式之一进行处理：忽略此信号、捕获此信号和执行系统默认动作。

信号机制函数

信号集

POSIX.1定义了数据类型sigset_t以包含一个信号集，并且定义了下列五个处理信号集的函数：

sigemptyset(): 将信号集初始化为空
sigfillset(): 将信号集初始化为包含所有已定义的信号集
sigaddset(): 将指定信号加入到信号集中
sigdelset(): 将指定信号从信号集中删除
sigismember(): 查询指定信号是否在信号集中

sigprocmask函数

调用sigprocmask函数可以检测或更改其信号屏蔽字：

需头文件	#include <signal.h>
函数原型	int sigprocmask(int how,const sigset_t set,sigset_t oset)
函数传入值	how(决定函数的操作方式)	SIG_BLOCK：增加一个信号集合到当前进程的阻塞集合之中
		SIG_UNBLOCK：从当前的阻塞集合之中删除一个信号集合
		SIG_SETMASK：将当前的信号集合设置为信号阻塞集合
	set：指定信号集
	oset：信号屏蔽字
函数返回值	成功：0
	出错：-1，错误原因存于error中

sigpending函数

sigpending函数用来查询“未决”信号。其函数原型及说明如下：

sigpending（查询未决信号）

所需头文件	#include <signal.h>
函数说明	将被搁置的信号集合由参数set指针返回
函数原型	int sigpending(sigset_t *set)
函数传入值	set：要检测信号集
函数返回值	成功：0
函数返回值	出错：-1，错误原因存于error中
错误代码	EFAULT：参数set指针地址无法存取 EINTR：此调用被中断

sigaction

sigaction函数用来查询和设置信号处理方式，它是用来替换早期的signal函数。sigaction函数原型及说明如下：

sigaction（查询和设置信号处理方式）

所需头文件	#include <signal.h>
函数说明	sigaction()会依参数signum指定的信号编号来设置该信号的处理函数
函数原型	int sigaction(int signum,const struct sigaction act ,struct sigaction oldact)
函数传入值	signum	可以指定SIGKILL和SIGSTOP以外的所有信号
	act	参数结构sigaction定义如下 struct sigaction { void (sa_handler) (int); void (sa_sigaction)(int, siginfo_t , void ); sigset_t sa_mask; int sa_flags; void (*sa_restorer) (void); } ① sa_handler：此参数和signal()的参数handler相同，此参数主要用来对信号旧的安装函数signal()处理形式的支持 ② sa_sigaction：新的信号安装机制，处理函数被调用的时候，不但可以得到信号编号，而且可以获悉被调用的原因以及产生问题的上下文的相关信息。 ③ sa_mask：用来设置在处理该信号时暂时将sa_mask指定的信号搁置 ④ sa_restorer：此参数没有使用 ⑤ sa_flags：用来设置信号处理的其他相关操作，下列的数值可用。可用OR 运算（\|）组合 A_NOCLDSTOP:如果参数signum为SIGCHLD，则当子进程暂停时并不会通知父进程 SA_ONESHOT/SA_RESETHAND:当调用新的信号处理函数前，将此信号处理方式改为系统预设的方式 SA_RESTART:被信号中断的系统调用会自行重启 SA_NOMASK/SA_NODEFER:在处理此信号未结束前不理会此信号的再次到来 SA_SIGINFO：信号处理函数是带有三个参数的sa_sigaction
	oldact	如果参数oldact不是NULL指针，则原来的信号处理方式会由此结构sigaction返回
函数返回值	成功：0
	出错：-1，错误原因存于error中
附加说明	信号处理安装的新旧两种机制： ① 使用旧的处理机制：struct sigaction act; act.sa_handler=handler_old; ② 使用新的处理机制：struct sigaction act; act.sa_sigaction=handler_new; 并设置sa_flags的SA_SIGINFO位
错误代码	EINVAL：参数signum不合法，或是企图拦截SIGKILL/SIGSTOP信号 EFAULT：参数act，oldact指针地址无法存取 EINTR：此调用被中断

sigsuspend函数

sigsuspend函数接受一个信号集指针，将信号屏蔽字设置为信号集中的值，在进程接受到一个信号之前，进程会挂起，当捕捉一个信号，首先执行信号处理程序，然后从sigsuspend返回，最后将信号屏蔽字恢复为调用sigsuspend之前的值。

sigsuspend函数

所需头文件	#include <signal.h>
函数说明	将被搁置的信号集合由参数set指针返回
函数原型	nt sigsuspend(const sigset_t *sigmask);
函数传入值	sigmask：要屏蔽的信号集
函数返回值	成功：没有成功返回值
函数返回值	出错：-1，将errno设置为EINTR