本章先对信号机制进行综述，并说明每种信号的一般用法。
信号概念
每个信号都有一个名字，这些名字都以3个字符SIG开头。在头文件<signal.h>中，信号名都被定义为正整形常量。
在某个信号出现时，可以按下列3种方式之一进行处理：
1 忽略该信号。大多数信号都可以使用这种方式进行处理，但有两种信号却决不能被忽略：SIGKILL和SIGSTOP（只能执行系统默认动作）。
2 捕获信号。通知内核在某信号发生时，调用一个用户函数对这种时间进行处理。
3 执行系统默认动作。对于大多数信号的系统默认动作是终止该进程。
信号类型
程序错误类信号：默认动作使进程流产，产生core文件。
SIGABRT： 调用abort函数生成的信号。
SIGFPE： 浮点计算错误。
SIGILL： 非法指令错误。
SIGBUS/SIGSEGV： 硬件错误-非法地址访问。
SIGEMT： 硬件错误
SIGSYS: 非法系统调用。
SIGTRAP： 硬件错误（通常为断点指令）。
程序终止类信号：默认动作使进程终止，我们通常要处理这类信号，做一些清理工作，句柄函数应在结束时为此信号指定默认动作，然后再次生成该信号，使得程序终止。
SIGHUP：终端断开连接时，生成此信号给控制进程。
SIGINT：Ctrl-C或Delete按下时，由终端驱动生成，并发送给前台进程组中的所有进程。
SIGKILL：使程序立即终止，不能被捕获或忽略，也不能被阻塞。
SIGQUIT：Ctrl-\,如SIGINT，并且产生core。
SIGTERM：该信号使程序终止，但是可以阻塞、捕获、忽略。
闹钟类信号：通知定时器到期，默认动作是终止程序，但通常会设置句柄。
SIGALRM：alarm/setitimer函数设置定时到期后，会产生此信号。
SIGPROF：
SIGVTALRM：
I/O类信号：通知进程在描述字上发生了感兴趣事件，支持信号驱动IO。
SIGIO： fd准备执行输入输出时发送此信号。
SIGPOLL：异步I/O信号。
SIGURG：网络收到带外数据时可选择生成此信号。
作业控制类信号：
SIGCHLD： 进程终止或停止时会向其父进程发送该信号，默认动作为忽略。
SIGCONT: 使停止的进程恢复运行。
SIGSTOP: 停止进程。
SIGTSTP/SIGTTIN/SIGTTOU:
操作错误类信号：默认动作终止程序。
SIGPIPE： 管道破裂。
SIGXCPU/SIGXFSZ：
函数signal
UNIX系统信号机制最简单的接口是signal函数
#include <signal.h> void (*signal(int signo,void (*func)(int)))(int);
可以使用typedef使其变得简单一点
typedef void Sigfunc(int);
Sigfunc *signal(int,Sigfunc *);
第一个int参数是要捕获的信号（整形常量），第二个参数是一个函数指针（处理函数），该函数指针指向的函数返回值是void，参数是int。
下面给出一个简单得信号处理程序：
1 #include "apue.h" 2 3 static void sig_usr(int); /* one handler for both signals */ 4 5 int 6 main(void) 7 { 8 if (signal(SIGUSR1, sig_usr) == SIG_ERR) 9 err_sys("can't catch SIGUSR1"); 10 if (signal(SIGUSR2, sig_usr) == SIG_ERR) 11 err_sys("can't catch SIGUSR2"); 12 for ( ; ; ) 13 pause(); 14 } 15 16 static void 17 sig_usr(int signo) /* argument is signal number */ 18 { 19 if (signo == SIGUSR1) 20 printf("received SIGUSR1 "); 21 else if (signo == SIGUSR2) 22 printf("received SIGUSR2 "); 23 else 24 err_dump("received signal %d ", signo); 25 }
我们使该程序在后台运行，而且用kill命令将信号发送给它：
中断的系统调用
早期UNIX系统的一个特性是：如果进程在执行一个低速系统调用而阻塞期间捕获到一个信号，则该系统调用就被中断不再继续执行。
该系统调用返回出错，其errno设置为EINTR。后面的章节会更多的涉及到被中断的系统调用。
可重入函数
进程捕获到信号并对其进行处理时，进程正在执行的正常指令序列就被信号处理程序临时中断，它首先执行该信号处理程序中的指令。
如果从信号处理程序返回，则继续执行在捕获到信号时进程正在执行的正常指令序列。
在信号处理函数中调用某些函数可能对导致安全问题（其结果是不可预知的），下面列出了这些异步信号安全的函数，没有列入图中的大多数函数是不可重入的。
函数kill和raise
kill函数将信号发送给进程或进程组，raise函数则允许进程向自身发送信号。
#include <signal.h> int kill(pid_t pid,int signo); int raise(int signo);
函数alarm和pause
函数alarm设置一个定时器，当定时器超时时，产生SIGALRM信号。
#include <unistd.h> unsigned int alarm(unsigned int seconds);
pause函数使调用进程挂起直至捕捉到一个信号
#include <signal.h> int pause(void);
只有执行了一个信号处理程序并从其返回时，pause才返回。此时，pause返回-1，errno设置为EINTR。
信号集
信号集是能表示多个信号的数据结构（sigset_t），下面列出5个处理信号集的函数
#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); int siggismember(const sigset_t *set,int signo);
在使用信号集之前，要对该信号集进行初始化（调用sigemptyset或者sigfillset）。
函数sigprocmask
进程的信号屏蔽字规定了当前阻塞而不能递送给该进程的信号集。调用函数sigprocmask可以检测或更改进程的信号屏蔽字。
#include <signal.h> int sigprocmask(int how,const sigset_t *restrict set,sigset_t *restrict oset);
若oset是非空指针，那么进程的当前信号屏蔽字通过oset返回。
若set是一个非空指针，则参数how指示如何修改当前信号屏蔽字。SIG_BLOCK是或操作，SIG_SETMASK则是赋值操作
函数sigpending
sigpending函数返回一信号集，对于调用进程而言，其中的各信号是阻塞不能递送的，因而也一定是当前未决的。
#include <signal.h> ing sigpending(sigset_t *set);
下面展示信号设置和sigprocmask实例
1 #include "apue.h" 2 3 static void sig_quit(int); 4 5 int 6 main(void) 7 { 8 sigset_t newmask, oldmask, pendmask; 9 10 if (signal(SIGQUIT, sig_quit) == SIG_ERR) 11 err_sys("can't catch SIGQUIT"); 12 13 /* 14 * Block SIGQUIT and save current signal mask. 15 */ 16 sigemptyset(&newmask); 17 sigaddset(&newmask, SIGQUIT); 18 if (sigprocmask(SIG_BLOCK, &newmask, &oldmask) < 0) 19 err_sys("SIG_BLOCK error"); 20 21 sleep(5); /* SIGQUIT here will remain pending */ 22 23 if (sigpending(&pendmask) < 0) 24 err_sys("sigpending error"); 25 if (sigismember(&pendmask, SIGQUIT)) 26 printf(" SIGQUIT pending "); 27 28 /* 29 * Restore signal mask which unblocks SIGQUIT. 30 */ 31 if (sigprocmask(SIG_SETMASK, &oldmask, NULL) < 0) 32 err_sys("SIG_SETMASK error"); 33 printf("SIGQUIT unblocked "); 34 35 sleep(5); /* SIGQUIT here will terminate with core file */ 36 exit(0); 37 } 38 39 static void 40 sig_quit(int signo) 41 { 42 printf("caught SIGQUIT "); 43 if (signal(SIGQUIT, SIG_DFL) == SIG_ERR) 44 err_sys("can't reset SIGQUIT"); 45 }
进程开始阻塞SIGQUIT信号，保存了当前信号屏蔽字（以便以后恢复），然后休眠5秒。在此期间所产生的退出信号SIGQUIT都被阻塞，不递送至该进程。
5秒休眠后，检查该信号是否是未决的，然后将SIGQUIT设置为不再阻塞。
运行程序，在5s之内键入退出字符Ctril+（产生SIGQUIT信号），然后在第二个5s之内再次键入退出字符。
函数sigaction
sigaction函数的功能是检查或修改与制定信号相关联的处理动作。此函数取代了UNIX早期版本使用的signal函数。
#include <signal.h> int sigaction(int signo,const struct sigction *restrict act,struct sigaction *restrict oact);
参数signo是要检测或修改其具体动作的信号编号。若act指针非空，则根据参数act修改其动作。若oact指针非空，则由oact指针返回该信号的上一个动作。
此函数使用下列结构：
struct sigaction { void (*sa_handler)(int); void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *); sigset_t sa_mask; int sa_flags; };
sa_handler字段包含一个信号捕捉函数的地址。
sa_mask字段说明了一个信号集，在调用该信号捕捉函数之前，这一信号集要加到进程的信号屏蔽字中。仅当从信号捕捉函数返回时将进程的信号屏蔽字恢复为原先值。
sa_flags字段指定对信号进行处理的各个选项。
sa_sigaction字段是一个替代的信号处理程序，当sa_flags设置为SA_SIGINFO时，使用该信号处理程序。
通常按下列方式调用信号处理程序：
void handler(int signo);
在设置了SA_SIGINFO标志，那么按下列凡是调用信号处理程序：
void handler(int signo,siginfo_t *info,void *context);
下面使用sigaction实现signal函数，它力图阻止被中断的系统调用重启动
typedef void Sigfunc(int);
Sigfunc* mysignal(int signo,Sigfunc *func) {
struct sigaction act,oact; act.sa_handler = func; sigemptyset(&act.sa_mask); act.sa_flags = 0; if(signo == SIGALRM) { #ifdef SA_INTERRUPT act.sa_flags |= SA_INTERRUPT; #endif } else { #ifdef SA_RESTART act.sa_flags |= SA_RESTART; #endif } if(sigaction(signo,&act,&oact)<0) return (SIG_ERR); return (oact.sa_handler); }
函数sigsetjmp和siglongjmp
之前说明了setjmp和longjmp函数可以用户非局部转移，sigsetjmp跟siglongjmp指定了对信号屏蔽字的作用。
在信号处理程序中进行非局部转移时应当使用这两个函数。
#include <setjmp.h> int sigsetjmp(sigjmp_buf env,int savemask); void siglongjmp(sigjmp_buf env,int val);
与setjmp和longjmp函数唯一的区别是sigsetjmp增加了一个参数savemask。
如果savemask非0，则sigsetjmp在env中保存在env中保存进程的当前信号屏蔽字。调用siglongjmp时，从已经保存的env中恢复保存的信号屏蔽字。
函数sigsuspend
sigsuspend用于在接收到某个信号之前，临时用sigmask替换进程的信号屏蔽字，并暂停进程执行，直到捕捉到一个信号而且从该信号处理程序返回，并且进程的信号屏蔽字设置为调用sigsuspend之前的值。
#include <signal.h> int sigsuspend(const sigset_t *sigmask);
下面显示了保护代码临界区，使其不被特定信号中断的正确方法
1 #include "apue.h" 2 3 static void sig_int(int); 4 5 int 6 main(void) 7 { 8 sigset_t newmask, oldmask, waitmask; 9 10 pr_mask("program start: "); 11 12 if (signal(SIGINT, sig_int) == SIG_ERR) 13 err_sys("signal(SIGINT) error"); 14 sigemptyset(&waitmask); 15 sigaddset(&waitmask, SIGUSR1); 16 sigemptyset(&newmask); 17 sigaddset(&newmask, SIGINT); 18 19 /* 20 * Block SIGINT and save current signal mask. 21 */ 22 if (sigprocmask(SIG_BLOCK, &newmask, &oldmask) < 0) 23 err_sys("SIG_BLOCK error"); 24 25 /* 26 * 代码临界区 27 */ 28 pr_mask("in critical region: "); 29 30 /* 31 * Pause, allowing all signals except SIGUSR1. 32 */ 33 if (sigsuspend(&waitmask) != -1) 34 err_sys("sigsuspend error"); 35 36 pr_mask("after return from sigsuspend: "); 37 38 /* 39 * Reset signal mask which unblocks SIGINT. 40 */ 41 if (sigprocmask(SIG_SETMASK, &oldmask, NULL) < 0) 42 err_sys("SIG_SETMASK error"); 43 44 /* 45 * And continue processing ... 46 */ 47 pr_mask("program exit: "); 48 49 exit(0); 50 } 51 52 static void 53 sig_int(int signo) 54 { 55 pr_mask(" in sig_int: "); 56 }
下面是程序运行结果：
函数abort
abort函数的功能是使程序异常终止
#include <stdlib.h> void abort(void);
此函数将SIGABRT信号发送给调用进程。让进程捕捉SIGABRT信号目的是在进程终止之前由其执行所需的清理操作。默认情况是终止调用进程。
函数system
POSIX.1要求system函数忽略SIGINT和SITQUIT信号，阻塞SIGCHLD。
函数sleep
此函数使调用进程被挂起，直到满足下列条件之一：
（1）已经经过seconds所指定的墙上时钟时间。
（2）调用进程捕捉到一个信号并从信号处理程序返回。