最近同事的程序設計過程中用到了Linux的signal機制，從而引發(fā)了我對Linux中signal機制的思考。Signal機制在Linux中是一個非常常用的進程間通信機制，很多人在使用的時候不會考慮該機制是具體如何實現(xiàn)的。signal機制可以被理解成進程的軟中斷，因此，在實時性方面還是相對比較高的。Linux中signal機制的模型可以采用下圖進行描述。

個進程都會采用一個進程控制塊對其進行描述，進程控制塊中設計了一個signal的位圖信息，其中的每位與具體的signal相對應，這與中斷機制是保持一致的。當系統(tǒng)中一個進程A通過signal系統(tǒng)調(diào)用向進程B發(fā)送signal時，設置進程B的對應signal位圖，類似于觸發(fā)了signal對應中斷。發(fā)送signal只是“中斷”觸發(fā)的一個過程，具體執(zhí)行會在兩個階段發(fā)生：

1、? system call返回。進程B由于調(diào)用了system call后，從內(nèi)核返回用戶態(tài)時需要檢查他擁有的signal位圖信息表，此時是一個執(zhí)行點。

2、? 中斷返回。進程被系統(tǒng)中斷打斷之后，系統(tǒng)將CPU交給進程時，需要檢查即將執(zhí)行進程所擁有的signal位圖信息表，此時也是一個執(zhí)行點。

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綜上所述，signal的執(zhí)行點可以理解成從內(nèi)核態(tài)返回用戶態(tài)時，在返回時，如果發(fā)現(xiàn)待執(zhí)行進程存在被觸發(fā)的signal，那么在離開內(nèi)核態(tài)之后（也就是將CPU切換到用戶模式），執(zhí)行用戶進程為該signal綁定的signal處理函數(shù)，從這一點上看，signal處理函數(shù)是在用戶進程上下文中執(zhí)行的。當執(zhí)行完signal處理函數(shù)之后，再返回到用戶進程被中斷或者system call（軟中斷或者指令陷阱）打斷的地方。

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?????? Signal機制實現(xiàn)的比較靈活，用戶進程由于中斷或者system call陷入內(nèi)核之后，將斷點信息都保存到了堆棧中，在內(nèi)核返回用戶態(tài)時，如果存在被觸發(fā)的signal，那么直接將待執(zhí)行的signal處理函數(shù)push到堆棧中，在CPU切換到用戶模式之后，直接pop堆棧就可以執(zhí)行signal處理函數(shù)并且返回到用戶進程了。Signal處理函數(shù)應用了進程上下文，并且應用實際的中斷模擬了進程的軟中斷過程。

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最近寫程序，各種bug各種錯，有一回程序莫名退出，沒報錯，也沒產(chǎn)生日志和core文件，貌似正常退出一樣。

但又不是在程序全部走完后退出，中途莫名退出，這就叫我想到了signal，應該是某些函數(shù)錯誤后發(fā)送kill信號給主進程，然后退出。

現(xiàn)在總結下signal各種類型：

Signal	Description
SIGABRT	由調(diào)用abort函數(shù)產(chǎn)生，進程非正常退出
SIGALRM	用alarm函數(shù)設置的timer超時或setitimer函數(shù)設置的interval timer超時
SIGBUS	某種特定的硬件異常，通常由內(nèi)存訪問引起
SIGCANCEL	由Solaris Thread Library內(nèi)部使用，通常不會使用
SIGCHLD	進程Terminate或Stop的時候，SIGCHLD會發(fā)送給它的父進程。缺省情況下該Signal會被忽略
SIGCONT	當被stop的進程恢復運行的時候，自動發(fā)送
SIGEMT	和實現(xiàn)相關的硬件異常
SIGFPE	數(shù)學相關的異常，如被0除，浮點溢出，等等
SIGFREEZE	Solaris專用，Hiberate或者Suspended時候發(fā)送
SIGHUP	發(fā)送給具有Terminal的Controlling Process，當terminal被disconnect時候發(fā)送
SIGILL	非法指令異常
SIGINFO	BSD signal。由Status Key產(chǎn)生，通常是CTRL+T。發(fā)送給所有Foreground Group的進程
SIGINT	由Interrupt Key產(chǎn)生，通常是CTRL+C或者DELETE。發(fā)送給所有ForeGround Group的進程
SIGIO	異步IO事件
SIGIOT	實現(xiàn)相關的硬件異常，一般對應SIGABRT
SIGKILL	無法處理和忽略。中止某個進程
SIGLWP	由Solaris Thread Libray內(nèi)部使用
SIGPIPE	在reader中止之后寫Pipe的時候發(fā)送
SIGPOLL	當某個事件發(fā)送給Pollable Device的時候發(fā)送
SIGPROF	Setitimer指定的Profiling Interval Timer所產(chǎn)生
SIGPWR	和系統(tǒng)相關。和UPS相關。
SIGQUIT	輸入Quit Key的時候（CTRL+\）發(fā)送給所有Foreground Group的進程
SIGSEGV	非法內(nèi)存訪問
SIGSTKFLT	Linux專用，數(shù)學協(xié)處理器的棧異常
SIGSTOP	中止進程。無法處理和忽略。
SIGSYS	非法系統(tǒng)調(diào)用
SIGTERM	請求中止進程，kill命令缺省發(fā)送
SIGTHAW	Solaris專用，從Suspend恢復時候發(fā)送
SIGTRAP	實現(xiàn)相關的硬件異常。一般是調(diào)試異常
SIGTSTP	Suspend Key，一般是Ctrl+Z。發(fā)送給所有Foreground Group的進程
SIGTTIN	當Background Group的進程嘗試讀取Terminal的時候發(fā)送
SIGTTOU	當Background Group的進程嘗試寫Terminal的時候發(fā)送
SIGURG	當out-of-band data接收的時候可能發(fā)送
SIGUSR1	用戶自定義signal 1
SIGUSR2	用戶自定義signal 2
SIGVTALRM	setitimer函數(shù)設置的Virtual Interval Timer超時的時候
SIGWAITING	Solaris Thread Library內(nèi)部實現(xiàn)專用
SIGWINCH	當Terminal的窗口大小改變的時候，發(fā)送給Foreground Group的所有進程
SIGXCPU	當CPU時間限制超時的時候
SIGXFSZ	進程超過文件大小限制
SIGXRES	Solaris專用，進程超過資源限制的時候發(fā)送

signal對應的值：

POSIX.1中列出的信號：

SIGHUP 1 A 終端掛起或者控制進程終止?
SIGINT 2 A 鍵盤中斷（如break鍵被按下）?
SIGQUIT 3 C 鍵盤的退出鍵被按下?
SIGILL 4 C 非法指令?
SIGABRT 6 C 由abort(3)發(fā)出的退出指令?
SIGFPE 8 C 浮點異常?
SIGKILL 9 AEF Kill信號?
SIGSEGV 11 C 無效的內(nèi)存引用?
SIGPIPE 13 A 管道破裂: 寫一個沒有讀端口的管道?
SIGALRM 14 A 由alarm(2)發(fā)出的信號?
SIGTERM 15 A 終止信號?
SIGUSR1 30,10,16 A 用戶自定義信號1?
SIGUSR2 31,12,17 A 用戶自定義信號2?
SIGCHLD 20,17,18 B 子進程結束信號?
SIGCONT 19,18,25 進程繼續(xù)（曾被停止的進程）?
SIGSTOP 17,19,23 DEF 終止進程?
SIGTSTP 18,20,24 D 控制終端（tty）上按下停止鍵?
SIGTTIN 21,21,26 D 后臺進程企圖從控制終端讀?
SIGTTOU 22,22,27 D 后臺進程企圖從控制終端寫?

沒在POSIX.1中列出，而在SUSv2列出

SIGBUS 10,7,10 C 總線錯誤(錯誤的內(nèi)存訪問)?
SIGPOLL A Sys V定義的Pollable事件，與SIGIO同義?
SIGPROF 27,27,29 A Profiling定時器到?
SIGSYS 12,-,12 C 無效的系統(tǒng)調(diào)用 (SVID)?
SIGTRAP 5 C 跟蹤/斷點捕獲?
SIGURG 16,23,21 B Socket出現(xiàn)緊急條件(4.2 BSD)?
SIGVTALRM 26,26,28 A 實際時間報警時鐘信號(4.2 BSD)?
SIGXCPU 24,24,30 C 超出設定的CPU時間限制(4.2 BSD)?
SIGXFSZ 25,25,31 C 超出設定的文件大小限制(4.2 BSD)?

（對于SIGSYS，SIGXCPU，SIGXFSZ，以及某些機器體系結構下的SIGBUS，Linux缺省的動作是A (terminate)，SUSv2 是C (terminate and dump core)）。?

下面是其它的一些信號?

信號 值 處理動作 發(fā)出信號的原因?
----------------------------------------------------------------------?
SIGIOT 6 C IO捕獲指令，與SIGABRT同義?
SIGEMT 7,-,7?
SIGSTKFLT -,16,- A 協(xié)處理器堆棧錯誤?
SIGIO 23,29,22 A 某I/O操作現(xiàn)在可以進行了(4.2 BSD)?
SIGCLD -,-,18 A 與SIGCHLD同義?
SIGPWR 29,30,19 A 電源故障(System V)?
SIGINFO 29,-,- A 與SIGPWR同義?
SIGLOST -,-,- A 文件鎖丟失?
SIGWINCH 28,28,20 B 窗口大小改變(4.3 BSD, Sun)?
SIGUNUSED -,31,- A 未使用的信號(will be SIGSYS)?

（在這里，- 表示信號沒有實現(xiàn)；有三個值給出的含義為，第一個值通常在Alpha和Sparc上有效，中間的值對應i386和ppc以及sh，最后一個值對應mips。信號29在Alpha上為SIGINFO / SIGPWR ，在Sparc上為SIGLOST。）?

處理動作一項中的字母含義如下?
A 缺省的動作是終止進程?
B 缺省的動作是忽略此信號?
C 缺省的動作是終止進程并進行內(nèi)核映像轉(zhuǎn)儲（dump core）?
D 缺省的動作是停止進程?
E 信號不能被捕獲?
F 信號不能被忽略

代碼測試

#include<stdio.h> #include<signal.h> #include<unistd.h> #include<stdlib.h> void when_alarm(); void when_sigint(); void when_sigchld(int); void when_sigusr1(); void when_sigio(); int main() { int childpid;//子程序進程ID號 printf("程序已經(jīng)開始運行，5秒鐘后將接收到時鐘信號。/n"); if ((childpid=fork())>0)//父進程 { signal(SIGALRM,when_alarm); //當接收到SIGALRM信號時，調(diào)用when_alarm函數(shù) signal(SIGINT,when_sigint); //當接收到SIGINT信號時，調(diào)用when_sigint函數(shù) signal(SIGCHLD,when_sigchld);//當接收到SIGCHLD信號時，調(diào)用when_sigchld函數(shù) signal(SIGUSR1,when_sigusr1);//當接收到SIGUSR1信號時，調(diào)用when_sigusr1函數(shù) signal(SIGIO,when_sigio);//當接收到SIGIO信號時，調(diào)用when_sigio函數(shù) alarm(5); //5秒鐘之后產(chǎn)生SIGALRM信號 raise(SIGIO); //向自己發(fā)送一個SIGIO信號 pause(); //將父進程暫停下來，等待SIGALRM信號到來 pause(); //將父進程暫停下來，等待SIGUSR1信號到來 pause(); //將父進程暫停下來，等待SIGCHLD信號到來 printf("------此時程序會停下來等待，請按下ctrl+c送出SIGINT信號-------/n"); pause(); //將父進程暫停下來，等待SIGINT信號到來 } else if(childpid==0) //子進程 { int timer; for(timer=7;timer>=0;timer--) //時鐘計時5秒產(chǎn)生SIGALRM信號，再過2秒子進程退出，產(chǎn)生SIGCHLD信號 { if(timer>2) printf("距離SIGALRM信號到來還有%d秒。/n",timer-2); if(timer==4) kill(getppid(),SIGUSR1); //向父進程發(fā)送一個SIGUSR1信號 if((timer<=2)&&(timer>0)) printf("子進程還剩%d秒退出，屆時會產(chǎn)生SIGCHLD信號。/n",timer); if(timer==0) //子進程退出，產(chǎn)生SIGCHLD信號 raise(SIGKILL); //子進程給自己發(fā)一個結束信號 sleep(1); //每個循環(huán)延時1秒鐘 } } else printf("fork()函數(shù)調(diào)用出現(xiàn)錯誤！/n"); return 0; } void when_alarm() { printf("5秒鐘時間已到，系統(tǒng)接收到了SIGALRM信號！/n"); } void when_sigint() { printf("已經(jīng)接收到了SIGINT信號，程序?qū)⑼顺?#xff01;/n"); exit(0); } void when_sigchld(int SIGCHLD_num) { printf("收到SIGCHLD信號，表明我的子進程已經(jīng)中止，SIGCHLD信號的數(shù)值是：%d。/n",SIGCHLD_num); } void when_sigusr1() { printf("系統(tǒng)接收到了用戶自定義信號SIGUSR1。/n"); } void when_sigio() { printf("系統(tǒng)接收到了SIGIO信號。/n"); }

總結

以上是生活随笔為你收集整理的linux c之信号signal处理机制的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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