signal

Linux系统编程信号

信号的概念

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       信号时提供处理异步事件机制的软件中断。这些事件可以来自系统外部(用户能够通过输入CTRL+cCtrl+\,或者是终端驱动程序分配给信号控制字符的其他任何键来请求内核产生信号;),或者来自程序或内核内部的活动(内核:当进程执行出错时,内核会给进程发送一个信号,例如非法段存取(内存访问违规)、浮点数溢出等;进程:一个进程可以通过系统调用kill给另一个进程发送信号,一个进程可以通过信号和另外一个进程进行通信。由进程的某个操作产生的信号称为同步信号(synchronous signals),例如除0;由象用户击键这样的进程外部事件产生的信号叫做异步信号。(asynchronous signals))。

       这里要注意的是,不仅仅事件的发生是异步的,程序对信号的处理也是异步的。

三个处理信号过程

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l  接收默认处理:接收默认处理的进程通常会导致进程本身消亡。例如连接到终端的进程,用户按下CTRL+c,将导致内核向进程发送一个SIGINT的信号,进程如果不对该信号做特殊的处理,系统将采用默认的方式处理该信号,即终止进程的执行;

l  忽略信号:进程可以通过代码,显示地忽略某个信号的处理,例如:signal(SIGINT,SIGDEF);但是某些信号是不能被忽略的;

l  捕捉信号并处理:进程可以事先注册信号处理函数,当接收到信号时,由信号处理函数自动捕捉并且处理信号。

l  注意:有两个信号既不能被忽略也不能被捕捉,它们是SIGKILLSIGSTOP。即进程接收到这两个信号后,只能接受系统的默认处理,即终止线程。

Linux支持的信号列表

可以使用kill –l来查看linux支持的信号列表

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信号处理函数的过程:

(1)注册信号处理函数

 信号的处理是由内核来代理的,首先程序通过sigalsigaction函数为每个信号注册处理函数,而内核中维护一张信号向量表,对应信号处理机制。这样,在信号在进程中注销完毕之后,会调用相应的处理函数进行处理。

(2)信号的检测与响应时机

在系统调用或中断返回用户态的前夕,内核会检查未决信号集,进行相应的信号处理。

(3)处理过程:

程序运行在用户态时->进程由于系统调用或中断进入内核->转向用户态执行信号处理函数->信号处理函数完毕后进入内核->返回用户态继续执行程序

 首先程序执行在用户态,在进程陷入内核并从内核返回的前夕,会去检查有没有信号没有被处理,如果有且没有被阻塞就会调用相应的信号处理程序去处理。首先,内核在用户栈上创建一个层,该层中将返回地址设置成信号处理函数的地址,这样,从内核返回用户态时,就会执行这个信号处理函数。当信号处理函数执行完,会再次进入内核,主要是检测有没有信号没有处理,以及恢复原先程序中断执行点,恢复内核栈等工作,这样,当从内核返回后便返回到原先程序执行的地方了。

fork信号

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当使用fork()函数时,子进程会继承父进程完全相同的信号语义,这也是有道理的,因为父子进程共享一个地址空间,所以父进程的信号处理程序也存在于子进程中。