UNIX/Linux --信号捕获与处理

二、信号的捕获和处理

 #include <signal.h>

    typedef void (*sighandler_t)(int);

    sighandler_t  signal(int  signum, sighandler_t handler);

功能：向内核注册一个信号处理函数
signum：信号的编号，可以直接写数字，也可以使用系统提供的宏。
handler：函数指针
   SIG_IGN 忽略信号
   SIG_DFL 恢复信号默认的处理方式
返回值：是之前信号处理方式
  函数指针、SIG_IGN、SIG_DFL、SIG_ERR

#include <stdio.h>
#include <signal.h>

void sigsegv(int num)
{
	printf("我捕获了一个信号%d\n",num);
	exit(0);
}

void sigfpe(int num)
{
	printf("我捕获了一个信号%d\n",num);
	exit(0);
}

int main()
{
	signal(SIGSEGV,sigsegv);
	signal(SIGFPE,sigfpe);
	
	int* p = 0x01020304;
	//*p = 100;


	int num = 0;
	int num1 = 100;
	int i = num1/num;
	for(;;);

	return 0;
}

练习：实现一个杀不死的程序。

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>
int main()
{
	signal(SIGINT,SIG_IGN);
	signal(SIGQUIT,SIG_IGN);
	signal(SIGTSTP,SIG_IGN);

	while(1)
	{
		printf("----\n");
		sleep(1);
	}
	return 0;
}

1、在有些系统中向内核注册的信号处理函数只执行一次（在执行前就被恢复成默认的处理方式），如果想持续处理信号，可以在每次的处理函数结束时再次注册。

2、SIGKILL、SIGSTOP不能被捕获、也不能被忽略。

3、普通用户只能给自己的进程发信号，超级用户可以能任意进程发送信号。

三、子进程的信号处理
1、通过fork创建的子进程会继承父进程的信号处理方式。
2、通过vfork+exec创建的子进程不会继承父进程的信号处理方式，会恢复成默认的。

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>

void sigsegv(int signum)
{
	printf("我捕获到一个段错误，信号编号是%d\n",signum);
}

int main()
{
	if(SIG_ERR==signal(SIGSEGV,sigsegv))
	{
		perror("signal");
		return -1;
	}

	if(0 == fork())
	{
		printf("我是进程%d ,我的父进程是%d\n",getpid(),getppid());
		for(;;);
	}

	printf("我是进程%d ,我的父进程是%d\n",getpid(),getppid());
	for(;;);
}

四、信号的发送
   1、键盘
       Ctrl+c 终端中断信号
       Ctrl+z 终端暂停信号，fg命令再次开启
       Ctrl+/ 终端退出信号
   2、错误产生的信号
       除0
       非法内存访问
       硬件总线
   3、命令产生的信号
       kill -信号进程号
       killall -信号程序名（杀死所有同名的进程）。
   4、函数产生的信号

 int kill(pid_t pid, int sig);

       功能：向指定的进程发送信号
       pid：与waitpid一样
       sig：信号
           0表示空信号，不会向进程发送信号，但是会测试是否能向pid发送信号，这样可以检测一个进程是否存在，返回-1表示进程不存在，errno为ESRCH。
       返回值：-1,说明进程不存在

 int raise(int sig);

       功能：向自己发送信号

   练习：实现kill命令的功能。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <signal.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
	if(argc <= 2)
	{
		printf("参数太少了\n");
		return -1;
	}

	int pid = atoi(argv[2]);
	int sig = atoi(argv[1]);

	kill(pid,sig);
	printf("%d进程已经死亡\n",pid);
	return 0;

}

五、pause

#include <unistd.h>
    int pause(void);

功能：休眠

1、进程调用了pause函数后会进程睡眠状态，直到有信号把它叫醒（不被忽略的信号）。
2、当信号来临后，先执行信号处理函数，信号处理函数结束后pause再返回。
3、pause函数要么不返回（一直睡眠），要么返回-1，并且修改errno的值。
4、从功能上来讲它相当于没有时间限制的sleep函数。

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>

void sigsegv(int signum)
{
	printf("我收到了信号%d\n",signum);
	getchar();
}

int main()
{
	signal(SIGSEGV,sigsegv);
	printf("我是进程%d,我要睡觉了\n",getpid());
	pause();
	perror("pause");
	printf("我睡醒了,呵呵呵呵...\n");
}

六、sleep

 #include <unistd.h>
    unsigned int sleep(unsigned int seconds);

   功能：使用调用的进程睡眠seconds秒

   1、调用sleep的进程如果没有睡眠足够的秒数，除非收到信号后才会返回。
   2、sleep的返回值是0，或剩余的睡眠秒数。
   3、相当于有时间限制的pause

int usleep(useconds_t usec);v

   功能：睡眠usec微秒

   1秒＝1000毫秒＝1000000微秒。
   它是一种更精确的睡眠函数。

   -std=c99 不建议使用
   -std=gnu99 在使用系统调用时一定要使用此标准

七、alarm

#include <unistd.h>
    unsigned int alarm(unsigned int seconds);

功能：定时一个闹钟信号

1、让内核向调用它的进程，在seconds秒后发送一个SIGALRM信号。
2、SIGALRM信号的默认处理方式是直接退出。

练习：实现一个闹钟命令，./alarm sec

八、信号集和信号屏蔽
   1、信号集：
       多个信号的集合，sigset_t
       由128个二进制位组成，每个二进制位表示一个信号

       int sigemptyset(sigset_t *set);
       功能：清空信号集

int sigfillset(sigset_t *set);
       功能：填满信号信

int sigaddset(sigset_t *set, int signum);
       功能：向信号集中添加信号

int sigdelset(sigset_t *set, int signum);
       功能：从信号集中删除信号

int sigismember(const sigset_t *set, int
signum);
    功能：测试一个信号集中是否有某个信号
    返回值：有返回1，没有返回0，失败返回-1
   2、屏蔽信号集中的信号
       每个进程都有一个信号掩码(signal mask)，它就是一个信号集，里面包含了进程所屏蔽的信号。

       int sigprocmask(int how, const sigset_t
*set, sigset_t *oldset);
功能：设置进程的信号掩码（信号屏蔽码）
how：修改信号掩码的方式
        SIG_BLOCK：向信号掩码中添加信号
        SIG_UNBLOCK：从信号掩码中删除信号
        SIG_SETMASK：用新的信号集替换旧的信号掩码
newset：新添加、删除、替换的信号集，也可以为空
oldset：获取旧的信号掩码
当newset为空时，就是在备份信号掩码

   当进程执行一些敏感操作时不希望被打扰(原子操作)，此需要向屏蔽信号。
   屏蔽信号的目的不是为了不接收信号，而是延时接收，当处理完要做的事情后，应该把屏蔽的信号还原。
   当信号屏蔽时发生的信号会记录一次，这个信号设置为末决状态，当信号屏蔽结束后，会再发送一次。
   不可靠信号在信号屏蔽期间无论信号发生多少次，信号解除屏蔽后，只发送一次。
   可靠信号在信号屏蔽期间发生的信号会排队记录，在信号解除屏蔽后逐个处理。
   在执行处理函数时，会默认把当前处理的信号屏蔽掉，执行完成后再恢复

   int sigpending(sigset_t *set);
   功能：获取末决状态的信号

九、信号处理sigaction signal

int sigaction(int signum, const struct sigaction *act,struct sigaction *oldact);

   功能：设置或获取信号处理方式

   struct sigaction {
      // 信号处理函数指针
    void (*sa_handler)(int);
    // 信号处理函数指针需要使用sigqueue发送信号
void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *);
// 信号屏蔽码
sigset_t sa_mask;
int sa_flags;
   SA_NOCLDSTOP：忽略SIGCHLD信号
   SA_NODEFER／SA_NOMASK：在处理信号时不屏蔽信号
   SA_RESETHAND：处理完信号后，恢复系统默认处理方式
   SA_RESTART：当信号处理函数中断的系统调用，则重启系统调用。
   SA_SIGINFO：用sa_sigaction处理信号
// 保留
void (*sa_restorer)(void);
};

int sigqueue(pid_t pid, int  sig,  const union sigval value);

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