Linux下捕捉信号
信号由三种处理方式：
- 忽略
- 执行该信号的默认处理动作
- 捕捉信号
如果信号的处理动作是用户自定义函数，在信号递达时就调用这个自定义函数，这称为捕捉信号。
进程收到一个信号后不会被立即处理，而是在恰当时机进行处理！即内核态返回用户态之前 ！
但是由于信号处理函数的代码在用户空间，所以这增加了内核处理信号捕捉的复杂度。
内核实现信号捕捉的步骤：
- 用户为某信号注册一个信号处理函数sighandler。
- 当前正在执行主程序，这时候因为中断、异常或系统调用进入内核态。
- 在处理完异常要返回用户态的主程序之前，检查到有信号未处理，并发现该信号需要按照用户自定义的函数来处理。
- 内核决定返回用户态执行sighandler函数，而不是恢复main函数的上下文继续执行！（sighandler和main函数使用的是不同的堆栈空间，它们之间不存在调用和被调用的关系，是两个独立的控制流程）
- sighandler函数返回后，执行特殊的系统调用sigreturn从用户态回到内核态
- 检查是否还有其它信号需要递达，如果没有 则返回用户态并恢复主程序的上下文信息继续执行。
signal
给某一个进程的某一个信号（标号为signum）注册一个相应的处理函数，即对该信号的默认处理动作进行修改，修改为handler函数指向的方式；
#include <signal.h> typedef void (*sighandler_t)(int); sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);
//即：
void (*signal(int, void(*)(int)))(int);
signal函数接受两个参数：一个整型的信号编号，以及一个指向用户定义的信号处理函数的指针。
此外，signal函数的返回值是一个指向调用用户定义信号处理函数的指针。
sigaction
sigaction函数可以读取和修改与指定信号相关联的处理动作。
#include <signal.h>
int sigaction(int signum, const struct sigaction *act, struct sigaction *oldact);
struct sigaction
{
void (*sa_handler)(int); //信号处理方式
void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *); //实时信号的处理方式 暂不讨论
sigset_t sa_mask; //额外屏蔽的信号
int sa_flags;
void (*sa_restorer)(void);
};
signum是指定信号的编号。
处理方式：
- 若act指针非空,则根据act结构体中的信号处理函数来修改该信号的处理动作。
- 若oact指针非 空,则通过oact传出该信号原来的处理动作。
- 现将原来的处理动作备份到oact里，然后根据act修改该信号的处理动作。
（注：后两个参数都是输入输出型参数！）
将sa_handler三种可选方式：
- 赋值为常数SIG_IGN传给sigaction表示忽略信号；
- 赋值为常数SIG_DFL表示执行系统默认动作；
- 赋值为一个函数指针表示用自定义函数捕捉信号,或者说向内核注册一个信号处理函 数,该函数返回值为void,可以带一个int参数,通过参数可以得知当前信号的编号,这样就可以用同一个函数处理多种信号。
（注：这是一个回调函数,不是被main函数调用,而是被系统所调用）
当某个信号的处理函数被调用时,内核自动将当前信号加入进程的信号屏蔽字,当信号处理函数返回时自动恢复原来的信号屏蔽字,这样就保证了在处理某个信号时,如果这种信号再次产生,那么 它会被阻塞到当前处理结束为止。
pause
pause函数使调用进程挂起直到有信号递达！
#include <unistd.h> int pause(void);
处理方式：
- 如果信号的处理动作是终止进程,则进程终止,pause函数没有机会返回;
- 如果信号的处理动作是忽略,则进程继续处于挂起状态,pause不返回;
- 如果信号的处理动作是捕捉,则调用了信号处理函数之后pause返回-1,errno设置为EINTR。
所以pause只有出错的返回值(类似exec函数家族)。错误码EINTR表示“被信号中断”。
举个栗子
- 定义一个闹钟，约定times秒后，内核向该进程发送一个SIGALRM信号；
- 调用pause函数将进程挂起，内核切换到别的进程运行；
- times秒后，内核向该进程发送SIGALRM信号，发现其处理动作是一个自定义函数，于是切回用户态执行该自定义处理函数；
-
进入sig_alrm函数时SIGALRM信号被自动屏蔽,从sig_alrm函数返回时SIGALRM信号自动解除屏蔽。然后自动执行特殊的系统调用sigreturn再次进入内核,之后再返回用户态继续执行进程的主控制流程(main函数调用的mytest函数)。
-
pause函数返回-1,然后调用alarm(0)取消闹钟,调用sigaction恢复SIGALRM信号以前的处理 动作。
/*************************************************************************
> File Name: Pause.c
> Author:Lynn-Zhang
> Mail: iynu17@yeah.net
> 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)
{
//注册两个信号处理动作
struct sigaction new,old;
new.sa_handler=sig_alarm; //信号处理函数
sigemptyset(&new.sa_mask);//不屏蔽任何信号屏蔽字
new.sa_flags=0;
//对SIGALRM 信号的默认处理动作修改为自定义处理动作
sigaction(SIGALRM,&new,&old);
alarm(times);
pause(); //挂起等待
alarm(1);
sleep(2);
alarm(0); //取消闹钟
//恢复SIGALRM 信号到默认处理动作
sigaction(SIGALRM,&old,NULL);
alarm(1);
sleep(2);
}
int main()
{
while(1)
{
mysleep(2);
printf("many seconds passed\n");
printf("###################\n");
}
return 0;
}
定义一个闹钟并挂起等待，收到信号后执行自定义处理动作，在没有恢复默认处理动作前，收到SIGALRM信号都会按照其自定义处理函数来处理。恢复自定义处理动作之后收到SIGALRM信号则执行其默认处理动作即终止进程！
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