【Linux 编程】Linux信号处理

　　信号驱动式I/O是指进程预先告知内核，使得当某个描述字上发生某事时，内核使用信号通知相关进程。图1概括展示信号驱动式I/O模型。

图1 信号驱动式I/O模型

　　针对一个进程建立一个相关进程的处理函数，需要通过signal()函数来建立。

　　基本信号：（linux 控制台中输入：man 7 signal）

　　SIGINT（值为2，默认动作：terminal）：Interrupt from keyboard。

　　SIGTERM（值为15，默认动作：terminal）：Termination signal

　　SIGCHILD（值为20,17,28，默认动作：ignore）：child stopped or terminated。

　　其中，SIGINT信号是由用户按中断键（即DELETE或ctrl+c）时，终端驱动程序产生此信号并发送至前段进程组中的每一个进程。

　　SIGCHLD信号，在一个进程终止或停止时，将SIGCHLD发送给其父进程。

　　SIGTERM信号，由kill(1)命令发送的系统默认终止信号。

　　在系统提供的信号值是从0至31，即4 bytes大小。但是用户可以自己设置超过该范围的信号，通过kill -ith pidno来触发新建立的信号。

　　利用kill来触发信号处理函数，是因为信号实际上就是一个位数组中相应位来建立是否被触发。例如，sigdelset函数

int sigdelset( sigset_t *set, int signo )
{
    if ( SIGBAD( signo ) )
    {
        errno = EINVAL;
        return (-1);
    }
    
    // 该语句帮助理解sigset_t变量实际上就是一个位数组。
    *set &= ~(1 << (signo - 1)); 
    
    return 0;
}

　　建立超过31th的信号处理函数与正常的信号处理函数相同，只是触发方式为：kill -ith pidno

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

static void sig_default(int);

int main()
{
    sigset_t set;
    sigemptyset(&set);
    sigfillset(&set);
    sigdelset(&set, 36);
    sigdelset(&set, 37);
    sigdelset(&set, 38);
    sigprocmask(SIG_SETMASK, &set, NULL);

    if (signal(36, sig_default) == SIG_ERR) 
    {
        perror("can not reset the 36th signal handler");
        return 1;
    }

    if (signal(37, sig_default) == SIG_ERR)
    {
        perror("can not reset the 37th signal handler");
        return 1;
    }

    if (signal(38, sig_default) == SIG_ERR)
    {
        perror("can not reset the 38th signal handler");
        return 1;
    }

    while (1)
    {
        pause();
    }

    return 0;
}

static void sig_default(int signo)
{
    if (signo == 36)
        printf(" 36th signal\n");
    else if (signo == 37)
        printf(" 37th signal\n");
    else if (signo == 38)
        printf(" 38th signal\n");
    else
        printf(" Unknown signal\n");

    return ;
}

　　其运行结果：

　　

　　

　　下面来考虑，主进程利用fork()函数来建立的子进程是否继承父进程的信号处理函数？

　　1. 若在子进程中，没有清楚父进程建立的响应的信号处理函数，则继承父进程的信号处理函数。

　　

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

/* In this file:
 * We test child process created by fork().
 * The child process whether inherit signal 
 * process of parent process or not.
 * 
 * This file not clear signal set.
 */
static void sig_parent(int signo)
{
    if (signo == 36)
        printf(" this is parent signal\n");
    else if (signo == 37)
        printf(" this is children signal\n");
    else
        printf(" Unkown signal\n");

    return ;
}

void ChildProc()
{
    printf(" child process id is %d\n", getpid());
    if (signal(37, sig_parent) == SIG_ERR)
    {
        perror(" can not reset the 37th signal handler\n");
        return;
    }

    while (1) pause();

    return;
}

int main()
{
    pid_t pid;

    if (signal(36, sig_parent) == SIG_ERR)
    {
        perror(" can not reset the 36th signal handler\n");
        return -1;
    }

    if ((pid = fork()) < 0)
        perror(" failed to fork()\n");
    else if (pid == 0){
        ChildProc();
        return 0;
    } else 
        while (1)  pause();

    return 0;
}

　　运行结果：

　　

　　2. 若在进程中，利用sigemptyset()、sigfillset()、sigdelset()、sigprocmask()等函数来清理并设置新的触发位，则不继承父进程的信号处理函数

　　

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

/* In this file:
 * We test child process created by fork().
 * The child process whether inherit signal 
 * process of parent process or not.
 * 
 * This file will clear signal headler.
 */
static void sig_parent(int signo)
{
    if (signo == 36)
        printf(" this is parent signal\n");
    else if (signo == 37)
        printf(" this is children signal\n");
    else
        printf(" Unkown signal\n");

    return ;
}

void ChildProc()
{
    sigset_t set;
    sigemptyset(&set);
    sigfillset(&set);
    sigdelset(&set, 37);
    sigprocmask(SIG_SETMASK, &set, NULL);
    
    printf(" child process id is %d\n", getpid());
    if (signal(37, sig_parent) == SIG_ERR)
    {
        perror(" can not reset the 37th signal handler\n");
        return;
    }

    while (1) pause();

    return;
}

int main()
{
    pid_t pid;

    if (signal(36, sig_parent) == SIG_ERR)
    {
        perror(" can not reset the 36th signal handler\n");
        return -1;
    }

    if ((pid = fork()) < 0)
        perror(" failed to fork()\n");
    else if (pid == 0){
        ChildProc();
        return 0;
    } else 
        while (1)  pause();

    return 0;
}

　　运行结果：

　　

　　3. 若在继承父进程的信号处理函数的情况下，设置与父进程相同的信号位。将屏蔽父进程的信号处理函数。

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

static void sig_parent(int signo)
{
    if (signo == 36)
        printf(" this is parent signal handler\n");
    else
        printf(" Unkown signal\n");

    return ;
}

static void sig_child(int signo)
{
    if (signo == 36)
        printf(" this is child signal handler\n");
    else
        printf(" unkown signal\n");
    
    return;
}

void ChildProc()
{
    printf(" child process id is %d\n", getpid());
    if (signal(36, sig_child) == SIG_ERR)
    {
        perror(" can not reset the 37th signal handler\n");
        return;
    }

    while (1) pause();

    return;
}

int main()
{
    pid_t pid;

    if (signal(36, sig_parent) == SIG_ERR)
    {
        perror(" can not reset the 36th signal handler\n");
        return -1;
    }

    if ((pid = fork()) < 0)
        perror(" failed to fork()\n");
    else if (pid == 0){
        ChildProc();
        return 0;
    } else 
        while (1)  pause();

    return 0;
}

　　运行结果：