Linux信号的使用
2010-07-29 19:57
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信号是软件中断,信号提供了一种处理异步事件的方法。
1 signal函数
#include <signal.h>
void (* signal(int signo, void (*func)(int) ) ) (int);
通过typedef 可以使得该函数的形式比较简单。
typedef void sigfunc(int);
sigfunc *signal(int signo, sigfunc *func);
该函数使得当进程收到指定的信号时调用对应的函数。func的值为SIG_IGN(忽略),SIG_DFL(默认),或者对应的函数地址。一般在<signal.h>中有如下定义:
#define SIG_ERR void( (*) () ) -1
#define SIG_DFL void( (*) () ) 0
#define SIG_IGN void( (*) () ) 1
fork的子进程会进程父进程的信号处理,但exec会使得信号处理成为系统默认状态。
2 中断的系统调用:
在linux中,用signal注册监听的信号,中断了的系统调用会自动重新启动。sigction可以指定是否重新启动。
3 可重入
可重入是指比如在调用malloc函数时,信号中断,而在信号处理函数中又执行了malloc函数。这时的malloc调用可能会破坏信号中断之前的调用。即malloc是不可重入的。
4 kill 向进程或者进程组发送信号
#include <signal.h>
int kill(pid_t pid, int signo);
int raise(int signo);
raise(signo) 等价于 kill(getpid(),signo);
对于kill的参数pid,
pid > 0 发送信号给指定的pid进程。
pid == 0 发送信号给和发送进程属于同一个进程组的所有进程。
pid == -1 发送给系统中所有进程。
pid < 0 发送给进程组id和pid绝对值相同的所有进程。
注意,进程集合的时候某些系统进程除外,且考虑发送权限。
发送权限:对于非超级用户,当发送者的实际或者有效用户ID等于接受者的实际或者有效用户id时才可以发送。如果定义_POSIX_SAVED_IDS 则检查设置用户ID。 对于SIGCONT则进程可以将它发送给属于同一会话的任何进程。
编号为0的信号为空信号。可以通过像进程发送空信号来确定一个进程是否存在。如果不存在kil返回-1,errno = ESRCH.
5 定时器
#include <unistd.h>
unsigned int alarm(unsigned int seconds); 返回0或者以前设置的定时器剩余的秒数。
经过指定的seconds秒后会产生SIGALRM信号。该信号的默认动作是终止进程。注意每个进程只能有一个定时器。通过传递0s,可以取消之前设置的时钟。
int pause(); 使得调用进程挂起直至捕捉到一个信号。返回值为-1,errno= EINTR。
6 信号集合
#include <signal.h>
int sigemptyset(sigset_t *set);
int sigfillset(sigset_t *set);
int sigaddset(sigset_t *set,int signo);
int sigdelset(sigset_t *set,int signo); //以上0成功,出错-1
int sigismember(const sigset_t *set, int signo);//真返回1,假为0,出错-1.
int sigprocmask(int how,const sigset_t *restrict set, sigset_t * restrict oset);//设置进程屏蔽字集合
oset非空则返回当前进程屏蔽字。
set非空时,how定义了修改屏蔽字的方式:(set为空时,how无意义)
SIG_BLOCK 添加set集合
SIG_UNBLOCK 解除屏蔽字
SIG_SETMASK 屏蔽字设置为set
int sigpengding(sigset_t *set); 返回调用进程阻塞而不能递送的信号,当前未决的信号。
7 sigaction
int sigaction(int signo, const struct sigaction *restrict act, struct sigaction *restrict oact);
该函数设定指定signo的响应动作。act中指定了设定的函数,oact返回旧的动作。
struct sigaction {
void (* sa_handler) (int);
sigset_t sa_mask;
int sa_flag;
void (*sg_sigcation) (int ,siginfo_t *, void *);
};
如果act.sa_handler包含函数地址(或者SIG_IGN,SIG_DFL)则sa_mask说明了一个信号集合,调用sa_hanlder对应的函数前屏蔽这些信号,信号处理结束后将进程的信号屏蔽字恢复。注意的是信号处理函数执行时,信号屏蔽字包括正在处理的信号。
sa_flag定义了信号处理时的附加选项,比如SA_INTERRUPT意味着信号中断的系统调用不会自动重启。
如果sa_flag指定了SA_SIGINFO,那么信号处理程序会调用sg_sigcation(int signo, siginfo_t *info,void *context);
context是进程上下文指针。siginfo_t包含了信号产生的原因等信息。
struct siginfo {
int si_signo; /* signal number */
int si_errno; /* if nonzero, errno value from <errno.h> */
int si_code; /* additional info (depends on signal) */
pid_t si_pid; /* sending process ID */
uid_t si_uid; /* sending process real user ID */
void *si_addr; /* address that caused the fault */
int si_status; /* exit value or signal number */
long si_band; /* band number for SIGPOLL */
/* possibly other fields also */
};
signal函数往往通过这个函数进行实现。并且保证了调用结束信号屏蔽字的恢复。
8 sigsetjmp siglongjmp
#include <setjmp.h>
int sigsetjmp(sigjmp_buf env, int savemask);
int siglongjmp(sigjmp_buf env,int val);
如果savemask非0,sigsetjmp会在env中保存进程的当前信号屏蔽字,调用siglongjmp时,如果带非0参数的sigsetjmp已经保存则恢复信号屏蔽字。
注意siglongjmp的时候应当使用 volatile sig_atomic_t canjmp;定义这样的变量,当sigsetjmp成功调用后,置为非0.在信号处理程序中判断其值,如果为0,说明sigsetjmp还未完成,信号就发生,那么信号处理程序中的siglongjmp就会出错。canjmp判断为0时应当返回。非0时才能继续。
9 sigsuspend
int sigsuspend(const sigset_t *sigmask);//返回-1,errno = EINTR
如果某信号被屏蔽时进程接受了此信号,那么该信号会被推迟,直到该信号不再被屏蔽的时候发送给进程(无论之前发送多少次,推迟只发送一次)。在信号处理时往往需要这样的操作,屏蔽某信号,信号处理,恢复信号屏蔽字,进程通过pause挂起等待信号。如果在恢复信号屏蔽字之后,pause调用之前的时候,信号发送给了进程,那么pasue可能就无法捕捉该信号而导致一直挂起的状态。sigsuspend则避免了这种情况,它是恢复信号屏蔽字和pause调用的二者接合的原子操作。
该函数设定进程屏蔽字为sigmask,并使得进程挂起。该函数返回时,进程屏蔽字会被设置为调用它之前的值。
一个利用信号实现父子进程同步的例子:
#ifndef SIG_WAIT_H
#define SIG_WAIT_H
#include <signal.h>
#include <errno.h>
static volatile sig_atomic_t sigflag = 0;
static void sig_usr(int signo)
{
sigflag = 1;
}
void INIT_WAIT()
{
if(signal(SIGUSR1,sig_usr) == SIG_ERR)
perror("signal sigusr1 error");
}
void WAIT_PARENT()
{
while(sigflag == 0)
sigsuspend(&zeromask);
sigflag = 0;
}
void TELL_CHILD(pid_t pid)
4000
{
kill(pid,SIGUSR1);
}
10 其他
#include <unistd.h>
unsigned int sleep(unsigned int seconds); //返回0或者未休眠足够的秒数
该函数使得调用进程被挂起,知道指定的秒数过去或者有信号发生并从信号处理函数返回。
作业控制信号比较常用的为SIGCHLD SIGSTOP
#include <string.h>
char *strsignal(int signo);//返回该信号的字符串
1 signal函数
#include <signal.h>
void (* signal(int signo, void (*func)(int) ) ) (int);
通过typedef 可以使得该函数的形式比较简单。
typedef void sigfunc(int);
sigfunc *signal(int signo, sigfunc *func);
该函数使得当进程收到指定的信号时调用对应的函数。func的值为SIG_IGN(忽略),SIG_DFL(默认),或者对应的函数地址。一般在<signal.h>中有如下定义:
#define SIG_ERR void( (*) () ) -1
#define SIG_DFL void( (*) () ) 0
#define SIG_IGN void( (*) () ) 1
fork的子进程会进程父进程的信号处理,但exec会使得信号处理成为系统默认状态。
2 中断的系统调用:
在linux中,用signal注册监听的信号,中断了的系统调用会自动重新启动。sigction可以指定是否重新启动。
3 可重入
可重入是指比如在调用malloc函数时,信号中断,而在信号处理函数中又执行了malloc函数。这时的malloc调用可能会破坏信号中断之前的调用。即malloc是不可重入的。
4 kill 向进程或者进程组发送信号
#include <signal.h>
int kill(pid_t pid, int signo);
int raise(int signo);
raise(signo) 等价于 kill(getpid(),signo);
对于kill的参数pid,
pid > 0 发送信号给指定的pid进程。
pid == 0 发送信号给和发送进程属于同一个进程组的所有进程。
pid == -1 发送给系统中所有进程。
pid < 0 发送给进程组id和pid绝对值相同的所有进程。
注意,进程集合的时候某些系统进程除外,且考虑发送权限。
发送权限:对于非超级用户,当发送者的实际或者有效用户ID等于接受者的实际或者有效用户id时才可以发送。如果定义_POSIX_SAVED_IDS 则检查设置用户ID。 对于SIGCONT则进程可以将它发送给属于同一会话的任何进程。
编号为0的信号为空信号。可以通过像进程发送空信号来确定一个进程是否存在。如果不存在kil返回-1,errno = ESRCH.
5 定时器
#include <unistd.h>
unsigned int alarm(unsigned int seconds); 返回0或者以前设置的定时器剩余的秒数。
经过指定的seconds秒后会产生SIGALRM信号。该信号的默认动作是终止进程。注意每个进程只能有一个定时器。通过传递0s,可以取消之前设置的时钟。
int pause(); 使得调用进程挂起直至捕捉到一个信号。返回值为-1,errno= EINTR。
6 信号集合
#include <signal.h>
int sigemptyset(sigset_t *set);
int sigfillset(sigset_t *set);
int sigaddset(sigset_t *set,int signo);
int sigdelset(sigset_t *set,int signo); //以上0成功,出错-1
int sigismember(const sigset_t *set, int signo);//真返回1,假为0,出错-1.
int sigprocmask(int how,const sigset_t *restrict set, sigset_t * restrict oset);//设置进程屏蔽字集合
oset非空则返回当前进程屏蔽字。
set非空时,how定义了修改屏蔽字的方式:(set为空时,how无意义)
SIG_BLOCK 添加set集合
SIG_UNBLOCK 解除屏蔽字
SIG_SETMASK 屏蔽字设置为set
int sigpengding(sigset_t *set); 返回调用进程阻塞而不能递送的信号,当前未决的信号。
7 sigaction
int sigaction(int signo, const struct sigaction *restrict act, struct sigaction *restrict oact);
该函数设定指定signo的响应动作。act中指定了设定的函数,oact返回旧的动作。
struct sigaction {
void (* sa_handler) (int);
sigset_t sa_mask;
int sa_flag;
void (*sg_sigcation) (int ,siginfo_t *, void *);
};
如果act.sa_handler包含函数地址(或者SIG_IGN,SIG_DFL)则sa_mask说明了一个信号集合,调用sa_hanlder对应的函数前屏蔽这些信号,信号处理结束后将进程的信号屏蔽字恢复。注意的是信号处理函数执行时,信号屏蔽字包括正在处理的信号。
sa_flag定义了信号处理时的附加选项,比如SA_INTERRUPT意味着信号中断的系统调用不会自动重启。
如果sa_flag指定了SA_SIGINFO,那么信号处理程序会调用sg_sigcation(int signo, siginfo_t *info,void *context);
context是进程上下文指针。siginfo_t包含了信号产生的原因等信息。
struct siginfo {
int si_signo; /* signal number */
int si_errno; /* if nonzero, errno value from <errno.h> */
int si_code; /* additional info (depends on signal) */
pid_t si_pid; /* sending process ID */
uid_t si_uid; /* sending process real user ID */
void *si_addr; /* address that caused the fault */
int si_status; /* exit value or signal number */
long si_band; /* band number for SIGPOLL */
/* possibly other fields also */
};
signal函数往往通过这个函数进行实现。并且保证了调用结束信号屏蔽字的恢复。
8 sigsetjmp siglongjmp
#include <setjmp.h>
int sigsetjmp(sigjmp_buf env, int savemask);
int siglongjmp(sigjmp_buf env,int val);
如果savemask非0,sigsetjmp会在env中保存进程的当前信号屏蔽字,调用siglongjmp时,如果带非0参数的sigsetjmp已经保存则恢复信号屏蔽字。
注意siglongjmp的时候应当使用 volatile sig_atomic_t canjmp;定义这样的变量,当sigsetjmp成功调用后,置为非0.在信号处理程序中判断其值,如果为0,说明sigsetjmp还未完成,信号就发生,那么信号处理程序中的siglongjmp就会出错。canjmp判断为0时应当返回。非0时才能继续。
9 sigsuspend
int sigsuspend(const sigset_t *sigmask);//返回-1,errno = EINTR
如果某信号被屏蔽时进程接受了此信号,那么该信号会被推迟,直到该信号不再被屏蔽的时候发送给进程(无论之前发送多少次,推迟只发送一次)。在信号处理时往往需要这样的操作,屏蔽某信号,信号处理,恢复信号屏蔽字,进程通过pause挂起等待信号。如果在恢复信号屏蔽字之后,pause调用之前的时候,信号发送给了进程,那么pasue可能就无法捕捉该信号而导致一直挂起的状态。sigsuspend则避免了这种情况,它是恢复信号屏蔽字和pause调用的二者接合的原子操作。
该函数设定进程屏蔽字为sigmask,并使得进程挂起。该函数返回时,进程屏蔽字会被设置为调用它之前的值。
一个利用信号实现父子进程同步的例子:
#ifndef SIG_WAIT_H
#define SIG_WAIT_H
#include <signal.h>
#include <errno.h>
static volatile sig_atomic_t sigflag = 0;
static void sig_usr(int signo)
{
sigflag = 1;
}
void INIT_WAIT()
{
if(signal(SIGUSR1,sig_usr) == SIG_ERR)
perror("signal sigusr1 error");
}
void WAIT_PARENT()
{
while(sigflag == 0)
sigsuspend(&zeromask);
sigflag = 0;
}
void TELL_CHILD(pid_t pid)
4000
{
kill(pid,SIGUSR1);
}
10 其他
#include <unistd.h>
unsigned int sleep(unsigned int seconds); //返回0或者未休眠足够的秒数
该函数使得调用进程被挂起,知道指定的秒数过去或者有信号发生并从信号处理函数返回。
作业控制信号比较常用的为SIGCHLD SIGSTOP
#include <string.h>
char *strsignal(int signo);//返回该信号的字符串
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