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关于信号的一些基本概念及思考

软中断

在早期的UNIX版本中，信号又被称为软中断。

Q：为什么会被称为软中断？

A：因为它的表现和中断类似。若进程检测到有信号到达，就中断当前程序，转向对信号事件的处理，之后才又恢复现场，继续处理原来的事件。

信号的在代码中的形式和体现是如何的？

每个信号都对应一个正整数常量，即sigal number(信号编号），这是进程之间事先约定的信息的类型。写在了头文件<signal.h>中。以下是信号的类型：

为0时表示没有任何信号。

值	名字	说明
01	SIGHUP	挂起（hangup）
02	SIGINT	中断，当用户从键盘按^c键或^break键时
03	SIGQUIT	退出，当用户从键盘按quit键时
04	SIGILL	非法指令
05	SIGTRAP	跟踪陷阱（trace trap），启动进程，跟踪代码的执行
06	SIGIOT	IOT指令
07	SIGEMT	EMT指令
08	SIGFPE	浮点运算溢出
09	SIGKILL	杀死、终止进程
10	SIGBUS	总线错误
11	SIGSEGV	段违例（segmentation violation），进程试图去访问其虚地址空间以外的位置
12	SIGSYS	系统调用中参数错，如系统调用号非法
13	SIGPIPE	向某个非读管道中写入数据
14	SIGALRM	闹钟。当某进程希望在某时间后接收信号时发此信号
15	SIGTERM	软件终止（software termination）
16	SIGUSR1	用户自定义信号1
17	SIGUSR2	用户自定义信号2
18	SIGCLD	某个子进程死
19	SIGPWR	电源故障

信号与中断的异同

类型	异	同
信号	无优先级;用户态 ;响应有较大延迟	都是相同的异步通信方式；都可被屏蔽
中断	有优先级 ;核心态；响应及时

信号的作用机制

信号的发送

指的是将目标进程的信号域中的信号位置1。

这个域有多个bit，每个bit对应一种信号类型。一个进程可以同时接收多种不同类型的信号（因为可以对不同位置1），但是对于多个同一类型的信号，只会记住其中一个（因为对同一位重复置1没有意义）

在代码中，一个进程调用kill(pid_t pid,int sig)向别的进程发送信号。函数的使用方法如下：

pid==0,表示发送给同组的所有进程。
pid>0,发送给指定的pid号的进程
pid==-1,发送给所有用户标识符真正等于发送进程的有效用户标识号的进程，也就是所有调用进程有权给其发送信号的进程，除了进程1(init)

信号的处理

前面提到，信号是可屏蔽的，如何屏蔽呢？在函数调用

void (*signal(int sig, void (*func)(int)))(int) 中，声明了进程对信号量的处理方式。

func为0是默认值，表示执行信号内容
func为1表示要忽略信号
由于func是一个指向函数的指针，所以如果这个func表示的不是一个值而是一个函数，就执行这个函数（称为捕捉（catch）一个信号）。

示例程序

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <wait.h>
 
void waiting( );
void stop( );
int wait_mark;

void main( )
{
    int p1,p2,stdout;
    while((p1=fork( ))==-1);       /*创建子进程p1*/
    
    if (p1>0)
    {
        while((p2=fork( ))==-1);     /*创建子进程p2*/
        if(p2>0)
    {
        wait_mark=1;

        signal(SIGINT,stop);   /*接收到^c信号，转stop*/
        waiting( );
        
        kill(p1,16);        /*向p1发软中断信号16*/
        kill(p2,17);        /*向p2发软中断信号17*/****

        wait(0);           /*同步*/
        wait(0);

        printf("Parent process is killed!\n");
        exit(0);
}
else{
    wait_mark=1;
    printf("Child process 2 is killed by parent!\n");
    signal(17,stop);   /*接收到软中断信号17，转stop*/
    waiting( );
    
    lockf(stdout,1,0);
    lockf(stdout,0,0);

    exit(0);

}
}

else{
    wait_mark=1;
    printf("Child process 1 is killed by parent!\n");
    signal(16,stop);        /*接收到软中断信号16，转stop*/
    waiting( );
    lockf(stdout,1,0);
    lockf(stdout,0,0);
    exit(0);
}  
}

 

void waiting( )
{
 while(wait_mark!=0);
}

void stop( )
{
wait_mark=0;
}

输出结果：

【操作系统】进程通信(一）信号