实验七信号

编写一个简单的程序并运行，然后向该进程发送不同的信号以观察该进程对接收到信号的反应。

使用signal() 函数来捕捉信号。
通常进程在接收到某种信号后，会根据不同的信号执行默认的操作：
忽略信号
终止（杀死）进程
产生核心转储文件，同时终止进程
停止进程
恢复之前被暂停的进程继续运行
这里我们可以通过signal() 来改变进程对某个信号的处置方式。

//catchsignal.c
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
void sighandler(int sig) {
switch(sig) {
case SIGUSR1://10
printf("hello SIGUSR1\n");break;
case SIGUSR2://12
printf("hello SIGUSR2\n");break;
case SIGINT://2 CTRL+C
printf("休想干掉我！\n");break;
case SIGTSTP://20 CTRL+Z
printf("不要停止我！\n");break;
case SIGQUIT://3 CTRL+\
printf("就是不退出！\n");break;
case SIGSEGV://11
printf("呃！程序出 bug 了！\n");break;
default:
printf("hello, who are you %d?\n", sig);
}
sleep(2); // 删除这一行，再给程序发信号，看看 main 函数打点的情况。
}
int main() {
printf("I'm %d\n", getpid());
if (SIG_ERR == signal(SIGUSR1, sighandler)) {
perror("signal SIGUSR1");
}
if (SIG_ERR == signal(SIGUSR2, sighandler)) {
perror("signal SIGUSR2");
}
if (SIG_ERR == signal(SIGINT, sighandler)) {
perror("signal SIGINT");
}
if (SIG_ERR == signal(SIGTSTP, sighandler)) {
perror("signal SIGTSTP");
}
if (SIG_ERR == signal(SIGQUIT, sighandler)) {
perror("signal SIGQUTI");

通过举例说明alarm() 函数和setitimer() 函数的使用。

//alarm_test.c
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>

int main(){
	alarm(1);
	while(1)
	{
		printf("process will finish!\n");
	}
	return 0;
}

虽然程序中有无限循环，不断输出字符串process will finish!,

但由于调用了alarm(1)函数alarm函数会在1秒后给该进程发送 SIGALRM 信号，然后进程结束。

接下来继续看一个程序设定了两次定时炸弹，第一次设定 5 秒后爆炸，设定后过了 2 秒，再设定了一个3 秒后爆炸的定时炸弹。

//myalarm.c
#include<stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
void handler(int sig) {
	if (sig == SIGALRM) printf("Bomb!!!!!!!!\n");
}
int main() {
	if(SIG_ERR == signal(SIGALRM, handler)) {
		perror("signal SIGALRM");
	}
	unsigned int remain = 0;
    remain = alarm(5); // 设定 5 秒后爆炸
    printf("the previous alarm remain %d seconds\n", remain);
    sleep(3); // 等待 3 秒
	remain = alarm(3); // 设定 3 秒后爆炸，同时会取消前面那个定时炸弹
	printf("the previous alarm remain %d seconds\n", remain);
    while(1) {
		write(STDOUT_FILENO, ".", 1);
    	pause();
	}
}

这里计时时间到了并不会结束进程，因为编写了信号捕捉函数，

产生SIGALRM信号后会输出字符串 Bomb!!,可以键盘按键组合结束进程，这里用了CTRL+C

接下来用 setitimer() 函数实现 alarm() 函数

//mysetitimer.c
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<sys/time.h>
#include<error.h>
unsigned int my_alarm(unsigned int sec)
{
	struct itimerval it,oldit;
	int ret;
	it.it_value.tv_sec=sec;
	it.it_value.tv_usec=0;
	it.it_interval.tv_sec=0;
	it.it_interval.tv_usec=0;
	ret = setitimer( ITIMER_REAL, &it, &oldit);
	if(ret==-1)
	{
		perror("setitimer()");
		exit(1) ;
	}
		return oldit.it_value.tv_sec;
}
int main(){
	my_alarm( 1) ;
	while(1)
	{
		printf( "process will finish! \n");
	}
	return 0;
}

程序在运行1秒钟后被 SIGALRM 信号结束。

4.举例说明信号集操作函数的使用

//mysigset.c
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
void printsigset(const sigset_t *set)
{
	int i;
	for (i = 1; i <= 64; i++) {
		if (i==33)
			putchar(' ');
		if (sigismember(set, i) == 1)
			putchar('1');
		else
			putchar('0');
	}
	puts("");
}
int main() {
	sigset_t st;
	printf("1. create set\n");
	printsigset(&st);
 
	printf("\n2. vertify sigset_t is a 64-bit integer\n");
	unsigned int test[2] = {0xf0f0f0f0, 0xf0f0f0f0};
	printsigset((sigset_t*)test); // 这种方法不被推荐，仅供测试用。
	
	// fill set
	printf("\n3. fill set\n");
	sigfillset(&st);
	printsigset(&st);
	
	// empty set 
	printf("\n4. empty set\n");
	sigemptyset(&st);
	printsigset(&st); 
	
	// add sig
	printf("\n5. add SIGHUP(1), SIGINT(2), SIGKILL(9), SIGSYS(31), SIGRTMIN(34) and SIGRTMAX(64) to set\n");
	sigaddset(&st, SIGHUP);
	sigaddset(&st, SIGINT);
	sigaddset(&st, SIGKILL);
	sigaddset(&st, SIGSYS);
	sigaddset(&st, SIGRTMIN);
	sigaddset(&st, SIGRTMAX);
	printsigset(&st);
 
	// delete sig
	printf("\n6. delete SIGKILL from set\n");
	sigdelset(&st, SIGKILL);
	printsigset(&st);
 
	// is member
	printf("\n");
	if (sigismember(&st, SIGKILL)) {
	printf("SIGKILL is member\n");
	}
	if (sigismember(&st, SIGINT)) {
	printf("SIGINT is member\n");
	}
	return 0;
}

5、举例说明对阻塞信号与未决信号的理解

在一个进程中，保存了两个信号集（在PCB中），分别是阻塞信号集，还有一个未决信号集。当你使用sigprocmask的时候，就会修改阻塞信号集。

当你的进程一收到信号且该信号被阻塞，它首先进入到未决信号集中（就是一个 sigset_t ），

当未决信号集中的信号被信号处理函数（你自己定义的或者系统默认的）处理，就会从未决信号集中删除。

如果一个信号加入阻塞信号集，该信号的信号处理函数就不会被调用。

下面结合例子来理解，程序的功能是先把 SIGINT 、 SIGTSTP 加入到了进程阻塞信号集中去。接下来，每隔一秒打印一次未决信号集，第 10 次的时候，又把 SIGINT 信号从阻塞信号集中删除。

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <stdlib.h>
void printsigset(const sigset_t *set)
{
	int i;
	for (i = 1; i <= 64; i++) {
		if (i==33)
			putchar(' ');
		if (sigismember(set, i) == 1)
			putchar('1');
		else
			putchar('0');
	}
	puts("");
}

void handler(int sig) {
	if (sig == SIGINT)
		printf("hello SIGINT\n");
	if (sig == SIGQUIT)
		printf("hello SIGQUIT\n");
 }
 
int main() {
	printf("I'm %d\n", getpid());
	
	sigset_t st, oldst;
	sigemptyset(&st);
	sigaddset(&st, SIGINT);
	sigaddset(&st, SIGTSTP);
	sigprocmask(SIG_BLOCK, &st, &oldst);
	printf("new set:");
	printsigset(&st);
	printf("old set:");
	printsigset(&oldst);
 
	if (SIG_ERR == signal(SIGINT, handler)) {
		perror("signal SIGINT");
		return 1;
	}
	
	if (SIG_ERR == signal(SIGQUIT, handler)) {
		perror("signal SIGQUIT");
		return 1;
	}
	
	puts("");
	
	int n = 0;

	while(1) {
		sigpending(&st);
		printsigset(&st);
		puts("");
		sleep(1);
		
		if (n == 10) {
			sigset_t tmp;
			sigemptyset(&tmp);
			sigaddset(&tmp, SIGINT);
			sigprocmask(SIG_UNBLOCK, &tmp, NULL);
		}  
		
		++n;
	}
	return 0;
}

6、举例说明 sigaction() 函数的使用

不同于 signal 函数， sigaction 函数是符合 POSIX 标准的，而 signal 只是 ANSI C 定义的函数。

除了上面的区别外， sigaction 提供了更多的功能。

比如它可以处理带参数的信号，在信号处理的时候，可以屏蔽其它信号等等。

//sigaction.c
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
void printsigset(const sigset_t *set)
{
	int i;
	for (i = 1; i <= 64; i++) {
		if (i==33)
			putchar(' ');
		if (sigismember(set, i) == 1)
			putchar('1');
		else
			putchar('0');
	}
	puts("");
}
 
void handler(int sig) {
	if (sig == SIGTSTP)
		printf("hello SIGTSTP\n");
	if (sig == SIGINT)
		printf("hello SIGINT\n");
	sleep(5);
	sigset_t st;
	sigpending(&st);
	printsigset(&st);
}

int main() {
	printf("I'm %d\n", getpid());
	struct sigaction act, oldact; 
	act.sa_handler = handler; // 设置普通信号处理函数
 
	// 向 sa_mask 中添加 SIGINT
	sigemptyset(&act.sa_mask);
	sigaddset(&act.sa_mask, SIGINT);
	act.sa_flags = 0; // 先置 0
 
	sigaction(SIGTSTP, &act, &oldact);
	sigaction(SIGINT, &act, &oldact);
 
	while(1) {
		write(STDOUT_FILENO, ".", 1);
		pause();
	}
	return 0;
}

(1) 当程序运行的时候，Ctrl+C 进入 handler ，然后立即 Ctrl+Z 发现handler还未执行完就被SIGTSTP打断.

(2) 当程序运行的时候，Ctrl+Z 进入 handler ，然后立即 Ctrl+C 发现并不会被 SIGINT 打断，这是因为该 handler 注册的时候被设置了 SA_MASK = SIGINT ，最后 handler 结束的时候打印了未决信号集，发现里头有 SIGINT，所以 handler 结束后，又去继续对 SIGINT 进行处理。

posted @ 2020-06-12 00:16 熊昊1 阅读(88) 评论(0) 收藏举报

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