關於 信號signal的知識鋪墊 點這裡 信號由三種處理方式： 如果信號的處理動作是用戶自定義函數，在信號遞達時就調用這個自定義函數，這稱為捕捉信號。 進程收到一個信號後不會被立即處理，而是在恰當時機進行處理！即內核態返回用戶態之前 ！ 但是由於信號處理函數的代碼在用戶空間，所以這增加了內核處理信號 ...
信號由三種處理方式：
- 忽略
- 執行該信號的預設處理動作
- 捕捉信號
如果信號的處理動作是用戶自定義函數，在信號遞達時就調用這個自定義函數，這稱為捕捉信號。
進程收到一個信號後不會被立即處理，而是在恰當時機進行處理！即內核態返回用戶態之前 ！
但是由於信號處理函數的代碼在用戶空間，所以這增加了內核處理信號捕捉的複雜度。
內核實現信號捕捉的步驟：
- 用戶為某信號註冊一個信號處理函數sighandler。
- 當前正在執行主程式，這時候因為中斷、異常或系統調用進入內核態。
- 在處理完異常要返回用戶態的主程式之前，檢查到有信號未處理，併發現該信號需要按照用戶自定義的函數來處理。
- 內核決定返回用戶態執行sighandler函數，而不是恢復main函數的上下文繼續執行！（sighandler和main函數使用的是不同的堆棧空間，它們之間不存在調用和被調用的關係，是兩個獨立的控制流程）
- sighandler函數返回後，執行特殊的系統調用sigreturn從用戶態回到內核態
- 檢查是否還有其它信號需要遞達，如果沒有 則返回用戶態並恢復主程式的上下文信息繼續執行。
signal
給某一個進程的某一個信號（標號為signum）註冊一個相應的處理函數，即對該信號的預設處理動作進行修改，修改為handler函數指向的方式；
#include <signal.h> typedef void (*sighandler_t)(int); sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);
//即：
void (*signal(int, void(*)(int)))(int);
signal函數接受兩個參數：一個整型的信號編號，以及一個指向用戶定義的信號處理函數的指針。
此外，signal函數的返回值是一個指向調用用戶定義信號處理函數的指針。
sigaction
sigaction函數可以讀取和修改與指定信號相關聯的處理動作。
#include <signal.h>
int sigaction(int signum, const struct sigaction *act, struct sigaction *oldact);
struct sigaction
{
void (*sa_handler)(int); //信號處理方式
void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *); //實時信號的處理方式 暫不討論
sigset_t sa_mask; //額外屏蔽的信號
int sa_flags;
void (*sa_restorer)(void);
};
signum是指定信號的編號。
處理方式：
- 若act指針非空,則根據act結構體中的信號處理函數來修改該信號的處理動作。
- 若oact指針非 空,則通過oact傳出該信號原來的處理動作。
- 現將原來的處理動作備份到oact里，然後根據act修改該信號的處理動作。
（註：後兩個參數都是輸入輸出型參數！）
將sa_handler三種可選方式：
- 賦值為常數SIG_IGN傳給sigaction表示忽略信號；
- 賦值為常數SIG_DFL表示執行系統預設動作；
- 賦值為一個函數指針表示用自定義函數捕捉信號,或者說向內核註冊一個信號處理函 數,該函數返回值為void,可以帶一個int參數,通過參數可以得知當前信號的編號,這樣就可以用同一個函數處理多種信號。
（註：這是一個回調函數,不是被main函數調用,而是被系統所調用）
當某個信號的處理函數被調用時,內核自動將當前信號加入進程的信號屏蔽字,當信號處理函數返回時自動恢複原來的信號屏蔽字,這樣就保證了在處理某個信號時,如果這種信號再次產生,那麼 它會被阻塞到當前處理結束為止。
pause
pause函數使調用進程掛起直到有信號遞達！
#include <unistd.h> int pause(void);
處理方式：
- 如果信號的處理動作是終止進程,則進程終止,pause函數沒有機會返回;
- 如果信號的處理動作是忽略,則進程繼續處於掛起狀態,pause不返回;
- 如果信號的處理動作是捕捉,則調用了信號處理函數之後pause返回-1,errno設置為EINTR。
所以pause只有出錯的返回值(類似exec函數家族)。錯誤碼EINTR表示“被信號中斷”。
舉個慄子
- 定義一個鬧鐘，約定times秒後，內核向該進程發送一個SIGALRM信號；
- 調用pause函數將進程掛起，內核切換到別的進程運行；
- times秒後，內核向該進程發送SIGALRM信號，發現其處理動作是一個自定義函數，於是切回用戶態執行該自定義處理函數；
-
進入sig_alrm函數時SIGALRM信號被自動屏蔽,從sig_alrm函數返回時SIGALRM信號自動解除屏蔽。然後自動執行特殊的系統調用sigreturn再次進入內核,之後再返回用戶態繼續執行進程的主控制流程(main函數調用的mytest函數)。
-
pause函數返回-1,然後調用alarm(0)取消鬧鐘,調用sigaction恢復SIGALRM信號以前的處理 動作。
/************************************************************************* > File Name: Pause.c > Author:Lynn-Zhang > Mail: [email protected] > Created Time: Sun 14 Aug 2016 12:27:03 PM CST ************************************************************************/ #include<stdio.h> #include<signal.h> #include<unistd.h> void sig_alarm(int signum) { printf("I am a custom handler!\n"); } void mysleep(unsigned int times) { //註冊兩個信號處理動作 struct sigaction new,old; new.sa_handler=sig_alarm; //信號處理函數 sigemptyset(&new.sa_mask);//不屏蔽任何信號屏蔽字 new.sa_flags=0; //對SIGALRM 信號的預設處理動作修改為自定義處理動作 sigaction(SIGALRM,&new,&old); alarm(times); pause(); //掛起等待 alarm(1); sleep(2); alarm(0); //取消鬧鐘 //恢復SIGALRM 信號到預設處理動作 sigaction(SIGALRM,&old,NULL); alarm(1); sleep(2); } int main() { while(1) { mysleep(2); printf("many seconds passed\n"); printf("###################\n"); } return 0; }
定義一個鬧鐘並掛起等待，收到信號後執行自定義處理動作，在沒有恢復預設處理動作前，收到SIGALRM信號都會按照其自定義處理函數來處理。恢復自定義處理動作之後收到SIGALRM信號則執行其預設處理動作即終止進程！
