linux信号之基本概念

雨点打透心脏的1/2处 2022-07-19 02:17 165阅读 0赞

**信号概念：**

信号是软件中断。

首先每个信号都有一个名字，这些名字都以3个字符SIG开头。例如，SIGARBT是夭折信号，当进程调用abort函数时产生这种信号。SIGALRM是闹钟信号，由alarm函数设定的定时器超时后产生此信号。Linux3.2.0支持31种信号(不同的系统支持的信号数不一样)。

**产生信号的条件：**

**1**.当用户按某些终端键时，引发终端产生的信号，比如(Ctrl+C)产生中断信号（SIGINT）。

**2**.硬件异常产生信号：除数为0、无效的内存引用等。这些条件通常由硬件检测到，并通知内核。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。

**3**.进程调用kill(2)函数可将任意信号发生给另一个进程或进程组。自然，对此有所限制：接收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。

**4**.用户可用kill(1)命令将信号发送给其他进程。此命令只是kill(2)函数的接口。常用此命令终止一个失控的后台进程。

**5**.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条件（如除以0），而是软件条件。例如前面提到的SIGALRM闹钟信号。

**在某个信号出现时，可以告诉内核按下列3种方式之一进行处理，我们称之为信号的处理或者信号相关的动作：**

**1**.忽略此信号。大多数信号都可使用这种方式进行处理，但有两种信号却绝不能被忽略。它们是SIGKILL和SIGSTOP。这两种信号不能被忽略的原因是：它们向内核和超级用户提供了使进程终止或停止的可靠方法。

**2**.捕捉信号。为了做到这一点，要通知内核在某种信号发生时，调用一个用户函数。在用户函数中，可执行用户希望对这种事情进行的处理。例如捕捉到SIGCHLD信号，则表示一个子进程已经终止，所以此信号的捕捉函数可以调用waitpid以取得该子进程的进程ID以及它的终止状态。[防止僵尸进程的fork编程][fork]

**3**.执行系统默认动作。图10-1给出了对每一种信号的系统默认动作。注意：对大多数信号的系统默认动作是终止该进程。在系统默认动作列，"终止+core"表示进程当前工作目录的core文件中复制了该进程的内存映像，在Linux中，core文件名通过/proc/sys/kernel/core\_pattern进行配置，ulimit -c控制了core文件的大小。

![20160809000201367][]![20160809000205646][]

**信号机制最简单的接口是signal函数：**

SIGNAL(2)                  Linux Programmer's Manual                 SIGNAL(2)
    
    NAME
           signal - ANSI C signal handling
    
    SYNOPSIS
           #include <signal.h>
    
           typedef void (*sighandler_t)(int);
    
           sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);

**返回值：**若成功，返回以前的信号处理配置；若出错，返回SIG\_ERR

**例子1**，给出了一个简单的信号处理程序，它捕捉两个用户定义的信号并打印信号编号：

#include <signal.h>
    #include <stdio.h>
    #include <errno.h>
    #include <stdlib.h>
    
    /* 信号处理函数 */
    void sig_usr(int signum)
    {
        if (signum == SIGUSR1)
            printf("recvived SIGUSR1\n");
        else if (signum == SIGUSR2)
            printf("recvived SIGUSR2\n");
        else {
            printf("recvived signal %d\n", signum);
            exit(1);
        }
    }
    
    int main()
    {
        if (signal(SIGUSR1, sig_usr) == SIG_ERR) {
            perror("can't catch SIGUSR1");
            exit(1);
        }
        if (signal(SIGUSR2, sig_usr) == SIG_ERR) {
            perror("can't catch SIGUSR2");
            exit(1);
        }
        for ( ; ; )
            pause(); /* 调用进程接到一信号前挂起 */
    
        return 0;
    }

**编译运行结果（使用kill(1)命令向进程发送信号）：**

![20160809002204814][]

**注：kill 3491产生SIGTERM信号，默认动作是终止进程。**

**例子2，捕获无效指针引起的段错误**

#include <stdio.h>
    #include <signal.h>
    #include <stdlib.h>
    
    void sig_usr(int signum)
    {
        if (signum == SIGSEGV) {
            printf("recvived SIGSEGV\n");
            exit(1);
        }
    }
    
    int main()
    {
        if (signal(SIGSEGV, sig_usr) == SIG_ERR) {
            perror("can't catch SIGSEGV");
            exit(1);
        }
    
        char *str = "";
        str[100] = 'a';
    
        printf("hello world\n");
    
        return 0;
    }

**编译运行：**

![20160829235751466][]

**深入：**

1.程序启动

当执行一个程序时，所有信号的状态都是系统默认或忽略。通常所有信号都被设置为它们的默认动作，除非调用exec的进程忽略该信号。

2.进程创建

当一个进程调用fork时，其子进程继承父进程的信号处理方式。因为子进程在开始时复制了父进程内存映像，所以信号捕捉函数的地址在子进程是有意义的。

参考：《unix环境高级编程》·第三版

End;

[fork]: http://blog.csdn.net/daiyudong2020/article/details/51869652
[20160809000201367]: https://img-blog.csdn.net/20160809000201367
[20160809000205646]: /images/20220718/8f28bcf408f94d54bf6bc24d3357c884.png
[20160809002204814]: /images/20220718/617a24cdd4164ecab8b1f0bbec286932.png
[20160829235751466]: /images/20220718/5e33c850d8b84dac8a2c350aa4426bfb.png