不存在编号为0的信号,kill函数对编号为0的信号有特殊处理. POSIX.1将这种信号称为空信号

有两种信号是不能忽略的,就是SIGKILL和SIGSTOP,因为进程收到这两个信号后必须终止或停止0运行.

1. 进度是设置用户ID的,但当前用户并非程序文件的所有者
2. 进程是设置组ID的,但当前用户组并非程序文件的组所有者
3. 用户没有写当前工作目录的权限,也就无法产生新的core文件
4. core文件已存在,且用户对该文件没有写权限,也就无法覆盖原core文件
5. core文件太大,超过了RLIMIT_CORE的限制

早期UNIX中的信号是不可靠的,即信号可能会丢失

• 当发生信号到调用信号处理函数之间又发生另一次中断信号,这时程序会转去执行第二个中断点的处理函数
• 当信号发生时,进程只能选择立即处理该信号或忽略该信号, 而无法让内核暂时记录下该信号

进程在捕获到信号后,会中断正在执行的指令序列,转而调用该信号的处理程序,然后再接着执行在捕捉到信号时进程正在执行的正常命令序列.

若函数被中断后接着执行指令序列会照成函数处理失败,则该函数为不可重入函数,否则叫做可重入函数.

同样的,由于多线程也会中断一个线程的执行,转而执行另一个线程的内容,因此也跟信号中断类似.

不可重入函数的特点有:

1. 使用了静态数据结构
2. 使用了全局数据结构 标准IO库的很多实现都以不可重入方式使用了全局数据结构
3. 调用了malloc或free

此外,为了防止中断处理函数改变errno变量,因此作为一个通用规则,当在信号函数中调用可重入函数时,应当将errno的值先保存,然后再恢复.

kill函数将信号发送給进程或进程组. raise函数允许进程向 自身 发送信号

#include <signal.h>

/* 成功返回0,出错返回-1 */
int kill(pid_t pid,init signo);
/* 成功返回0,出错返回-1 */
int raise(int signo);

kill的pid参数有4种不同的情况:

pid > 0

将信号发送給进程号为pid的进程

pid == 0

将信号发送給与该进程 同一个进程组的 的所有进程.(不包括系统定义的系统进程集)

pid < 0

发送信号給 进程组ID为pid绝对值 的所有进程

pid == -1

将信号发送给 系统中有权限向它们发送信号的所有进程. 同样不包括系统进程

进程不能随意对其他进程发起信号,发起信号的规则是:

• 超级用户权限的进程可以对任一进程发起信号
• 发送者的实际或有效用户ID必须等于接受者的实际或有效用户ID
• 若系统支持_POSIX_SAVED_IDS,则系统检查接受者的实际用户ID和保存设置用户ID
• 若发送的信号是 SIGCONT 则进程可以将它发送給属于 同一会话 的任何其他进程

若signo参数为0,则kill仍检查是否能发送信号給指定进程,但并不实际发送信号. 这通常用来确定一个特定进程是否仍然存在. 若不存在则kill返回-1,并将errno设置为ESRCH 但,由于这种测试不具有原子性,在kill向调用者返回结果的过程中,被测试进程可能已经终止,因此这种测试意义不大.

alarm函数设置一个定时器,当定时器超时后会产生SIGALRM信号. 系统的默认动作是终止调用该alarm函数的进程

#include <unistd.h>

/* 返回0,或以前设置的闹铃时间的剩余秒数 */
unsigned int alarm(unsigned int seconds);

• 需要注意的是,由于信号由内核产生,再加上进程调度的延迟,所以进程真正收到信号还需要一些时间.
• 每个进程只能有一个闹铃
• 若参数seconds值为0,则表示取消以前的闹铃,并返回剩余秒数

pause函数使调用进程挂起直至捕获到一个信号

#include <unistd.h>

/* 返回-1,且errno为EINTR */
int pause();

只有执行了一个信号处理函数并从其返回时,pause函数返回. 并且返回值为-1,errno为EINTR

使用alarm和pause,进程可以使自己休眠一段时间,但是要注意调用alarm和pause之间有一个竞争条件. 即有可能alarm在调用pause之前就超时了.

除了用来实现sleep函数外,alarm还常用于对可能阻塞的操作设置时间上限值.

当我们在调用sigprocmask来告诉内核暂时阻塞哪些信号传递給进程时,需要一种方式来一次传递多个信号的集合.

由于信号种类的数量可能超过一个整型量所包含的位数,所以不能用整型量中的一位代表一种信号,也就不能用一个整型量表示信号集.

POSIX.1定义了数据类型 sigset_t 来表示信号集,并定义了下列5个处理信号集的函数

#include <signal.h>

/* 以清空所有信号的方式,初始化信号集 */
int sigemptyset(sigset_t *set);

/* 以包含所有信号的方式,初始化信号集 */
int sigfillset(sigset_t *set);

/* 添加特定信号 */
int sigaddset(sigset_t* set,int signo);

/* 删除特定信号 */
int sigdelset(sigset_t* set,int signo);

/* signo是否包含在set信号集中 */
int sigismember(const sigset_t* set,int signo);

sigprocmask函数可以检测或更改进程的信号屏蔽字,该进程屏蔽字告诉内核阻塞哪些信号传递給该进程.

#include <signal.h>

int sigprocmask(int how, const sigset_t* set,sigset_t* old_set);

• 若old_set不为NULL,则通过old_set返回进程当前的信号屏蔽字

• 若set不为NULL,则参数how指明了如何修改当前信号屏蔽字.

  how	说明
  SIG_BLOCK	新阻塞set表示的信号集
  SIG_UNBLOCK	不再阻塞set表示的信号集
  SIG_SETMASK	设置进程的新信号屏蔽字为set所表示的信号集

• 若参数set为NULL,则并不改变该进程的信号屏蔽字,参数how也无意义.

• 在调用sigprocmask后,如果有任何未决的,不再阻塞的信号,则在sigprocmask返回前,至少将其中一个信号递送給该进程(不明白什么意思…)

  #include <signal.h>
  #include <unistd.h>
  #include <stdio.h>
  
  static void sig_quit(int);
  
  int main()
  {
    sigset_t newmask,oldmask,pendmask;
  
    signal(SIGQUIT,sig_quit);
    sigemptyset(&newmask);
    sigaddset(&newmask,SIGQUIT);
  
    sigprocmask(SIG_BLOCK,&newmask,&oldmask); /* 阻塞SIGQUIT */
  
    raise(SIGQUIT);               /* 产生SIGQUIT信号 */
  
    sigpending(&pendmask);        /* 查看哪些信号被阻塞 */
  
    if(sigismember(&pendmask,SIGQUIT)){
      printf("SIGQUIT pending\n");
    }
  
    sigprocmask(SIG_SETMASK,&oldmask,NULL); /* 在该函数返回前,raise产生的SIGQUIT会发送到该进程,进而触发函数sig_quit */
    printf("SIGQUIT unblocked\n");
    return 0;
  }
  
  static void sig_quit(int signo)
  {
    printf("caught SIGOUT\n");
  }
  

• sigprocmask是线程不安全的!

sigpending函数返回当前应该传递給进程但被阻塞的信号集合

#include <signal.h>

int sigpending(sigset_t* set);

注意区分与sigprocmask函数的区别

• sigprocmask返回的是哪些信号将会被阻塞
• ssigpending函数返回的是哪些函数已经被阻塞了.

sigaction函数检查或修改与指定信号相关联的处理动作, 其被取代UNIX早期版本中的signal函数

#include <signal.h>

int sigaction(int signo,const struct sigaction* act,struct sigaction* old_act);
struct sigaction{
  void (*sa_handler)(int signo);      /* signal处理函数的地址,或SIG_IGN,SIG_DFL */
  sigset_t sa_mask;             /* 调用sa_handler时要新阻塞的信号集 */
  int sa_flags;                 /* 其他操作标志 */
  void (*sa_sigaction)(int signo,siginfo_t* iinfo,void* context);
};

• 参数signo是要检测或修改其具体动作的信号编号
• 若参数act不为NULL,则根据act修改信号signo的处理函数.
• 若参数old_act不为NULL,则保存该信号的原处理函数.

在可靠的信号机制中,当进程捕捉到信号,进入信号处理函数时,当前信号会被自动地加到进程的信号屏蔽字中,此时,若信号处理函数中用longjmp跳出信号处理函数,那么 对此进程的信号屏蔽字是否回退是未定义的.

在信号处理函数中进行非局部跳转时 应该使用sigsetjmp和siglongjmp函数代替

#include <setjmp.h>

/* 直接调用返回0,从siglongjmp调用返回返回非0 */
ing sigsetjmp(sigjmp_buf env, int savemask);

void siglongjmp(sigjmp_buf env,int val);

这两个函数与setjmp和longjmp之间的唯一区别是sigsetjmp增加了一个参数savemask用于标识是否在env中保存进程的当前信号屏蔽字.

若使用非0的savemask参数调用sigsetjmp,则siglongjmp跳转后,会恢复保存的信号屏蔽字

由于信号在任何时候都可能发生,因此在信号处理函数中需要用到siglongjmp的话,都需要提供一种保护措施,只有在设置了sigsetjmp后才能用siglongjmp来跳转. 这种保护措施一般通过定义一个 全局的voliatile sig_atomic_t类型的变量 来实现. 仅在调用sigsetjmp后才将该变量设置为非0,在信号处理函数中则检查该值,只有当它非0时才调用siglongjmp

数据类型sig_atomic_t是ISO C标准定义的变量类型,这种类型的变量不会被中断. 这种类型的变量总是包括ISO类型修饰符volatile,原因是该变量将由main函数和信号处理函数两个不同的控制线程访问.

若希望对一个信号接触阻塞,然后通过pause函数休眠以等待被阻塞的信号发生,该如何实现呢?

若通过先修改进程信号屏蔽字,再调用pause函数的方法来进行,则由于可能在调用pause函数之前就已经收到信号,从而造成该信号丢失,使得进程永远阻塞下去.

解决的方法是提供一个 原子操作,先修改信号屏蔽字,并信号被捕获之前就挂起该进程

#include <signal.h>

/* 返回-1,并将errno设为EINTR */
int sigsuspend(const sigset_t *sigmask);

sigsuspend函数临时将进程的信号屏蔽字设置为由sigmask指向的值. 并在捕捉到一个信号或发生了一个会终止该进程的信号之前挂起该进程.

该函数仅在进程捕获到信号后返回,并会 恢复原信号屏蔽字

但该函数仅当进程等待信号区间休眠时才有用,若想在等待信号期间还能调用其他系统函数,则无法实现完美的解决方案

abort函数发送SIGABRT信号到调用进程,并且 不管信号处理函数如何处理,abort都使进程异常终止.

#include <stdlib.h>

void abort();

一般捕获SIGABRT的目的是执行进程终止之前的清理操作.

这些特性依赖于具体的实现

• sys_siglist数组变量

  extern char* sys_siglist[];
  

  数组下表是信号编号,指向一个信号字符串名称

• psignal函数

  #include <signal.h>
  
  void psignal(int signo,const char* msg);
  

  类似perror,将字符串msg输出到stderr,后接`: ',再接对信号的说明,最后一个回车

• strsignal函数

  #include <string.h>
  
  char* strsignal(int signo);
  

  类似strerrno,根据信号编号返回说明信号的字符串