[10]APUE：信号

[a] 常用信号

• SIGABRT　　调用 abort 函数时产生此信号，进程异常终止
• SIGALRM　　调用 alarm 或 setitimer 函数超时之后产生
• SIGCHLD　　子进程终止或 stop 时内核向父进程发送此信号
• SIGFPE　　算术异常，如除以 0 或浮点溢出等
• SIGHUP　　终端连接断开时，会话首进程将收到此信号；向守护进程发送此信号使之重新读取其配置文件
• SIGINT　　中断信号，通常由 Ctrl + C 键发出，发送至前端进程组的所有进程
• SIGQUIT　　退出信号，通常由 Ctrl + \ 键发出，发送至前端进程组的所有进程
• SIGKILL　　终止进程，此信号不能被忽略或捕获
• SIGSTOP　　停止信号，不可被捕获或忽略，可通过发送 SIGCONT 继续运行
• SIGTSTP　　交互式停止信号，可继续
• SIGCONT　　使处于停止状态的进程继续运行
• SIGTERM　　退出信号，退出前进程可以做相应的清理工作
• SIGTTIN　　后端进程试图读控制终端时，终端驱动程序产生此信号，默认 stop 进程
• SIGTTOU　　后端进程试图写控制终端时，产生此信号，通常允许写出
• SIGIO　　异步 I/O 事件
• SIGPIPE　　当管道读进程已终止或 SOCK_STREAM 套接字已不再连接时，执行写操作，将收到此信号
• SIGSEGV　　无效内存引用，SEGV 代表“段违例”，即：segmentation violation
• SIGURG　　紧急情况信号，如网络连接上接到带外的数据时
• SIGUSR1　　用户自定义信号，无默认行为，用于应用程序自订信号处理机制
• SIGUSR2　　同上
• SIGXCPU　　占用 CPU 时间(秒)超过其 soft rlimit 时
• SIGXFSZ　　进程创建的文件超过所允许的软限制

[b] 关键概念

• 低速系统调用：可能会使进程永远阻塞的系统调用继承规则：fork 出的子进程继承父进程的信号处理方式，但 exec 之后会将原捕获的信号更改为默认行为，其余不变
• 中断的系统调用：被 sigaction 中断的调用默认不重启，可以更改其行为；被 signal 中断则默认重启，现代的 signal 函数多由 sigaction 实现
• 可重入函数：可在信号处理进程与原进程中相互无干涉调用的函数；可重入函数可能会修改 errno 值，应在调用信号处理函数前保存 errno，在调用后恢复
• 未决信号(pending)：已产生但未递送至目标进程的信号，即被阻塞中的信号
• 信号屏蔽字(signal mask)：将被阻塞的信号集

[c] kill / raise

#include <signal.h>
int kill(pid_t pid, int signo)
int raise(int signo)
//成功返回 0，出错返回 -1 

• raise 只能向自身发送信号，raise(signo) 等价于 kill(getpid(), signo)
• kill 可向权限内的指定进程(signo > 0)、进程组(signo == 0 时指自身所在进程组，signo < -1 时指定其它进程组)、所有进程(signo ==  -1)发送信号

[d] sigqueue

#include <signal.h>
int sigqueue(pid_t pid, int signo, const sigval value) //成功返回 0，出错返回 -1 

• 配合 sigaction 函数的 SA_SIGINFO 标志及 sa_sigaction 信号处理函数可实现稳健的信号排队，并附带额外的信息
• pid 参数只能指定大于 0 的整数，value 参数用于传递额外的信息，其余行为与 kill 函数一致

[e] alarm / pause

#include <unistd.h>
unsigned int alarm(unsigned int seconds) //返回 0 或之前设置的闹钟剩余秒数
int pause(void) //返回 -1，errno 设置为 EINTR 

• 每个进程只能有一个闹钟时间，新的闹钟将取消旧的闹钟并返回旧的闹钟剩余秒数，无旧闹钟返回 0
• 信号处理函数必须放置在 alarm 之前
• 只有执行了一个信号处理程序并返回后，pause 才返回，之前一直使调用进程挂起

[f] sigemptyset / sigfillset / sigaddset / sigdelset / sigismember

#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)
//成功返回 0，出错返回 -1
int sigismember(const sigset_t *set, int signo) //根据是否匹配，返回 1 或 0 

• sigemptyset 将信号集初始化成不包含任何信号的空集
• sigfillset 将信号集初始化成包含所有信号的全集
• 使用任何 sigset_t 数据类型前，必须使用以上两函数之一进行初始化

[g] sigprocmask

#include <signal.h>
int sigprocmask(int how, const sigset_t *restrict set, sigset_t *restrict oldset) //成功返回 0，出错返回 -1 

• how 参数的取值：SIG_BLOCK / SIG_UNBLOCK / SIG_SETMASK，分别代表将指定信号集 set 添加至当前屏蔽字中、从当前屏蔽字中清除 set 中的信号、将屏蔽字直接设置为信号集 set
• 当 set 参数为 NULL 时，how 参数无意义，可以为任意值，通常设为 0
• oldset 输出旧的信号屏蔽字

[h] sigpending

#include <signal.h>
int sigpending(sigset_t *set) //成功返回 0，出错返回 -1 

• 将当前已被屏蔽且未决的信号写入信号集 set

[i] signal / sigaction

#include <signal.h>
typedef void (*sighandler_t)(int);
sighandler_t signal(int signo, sighandler_t handler); //成功返回旧的信号处理策略(指针)，出错返回 SIG_ERE
int sigaction(int signo, const struct sigaction *restrict act, struct sigaction *restrict oldact) //成功返回 0，出错返回 -1 

struct sigaction {
    void    (*sa_handler)(int signo); //flags 中不含 SA_SIGINFO 标志时执行，否则执行 sa_sigaction 函数
    sigset_t    sa_mask; //信号处理函数执行过程中将被临时屏蔽/阻塞的信号
    int    sa_flags; //控制 sigaction 函数的行为方式
    void    (*sa_sigaction)(int signo, siginfo_t *info, void *context);
}

struct siginfo {
    int    si_signo; //信号编号
    int    si_code; //产生信号的详细原因
    ...
}

• 除自定义信号处理函数外，signal 函数中的 handler 参数可取 SIG_IGN / SIG_DFL / SIG_ERE 等三个常量，分别代表忽略信号、默认行为及 signal 进程出错
• sigaction 结构体中 sa_flags 字段的常用取值：
  • SA_SIGINFO：此标志指示执行 sa_sigaction 信号处理函数，而不是 sa_handler，并对信号处理函数提供了附加信息
  • SA_RESTART：此标志将使被中断的系统调用在信号处理函数返回后自动重启
  • SA_NOCLDWAIT：若信号是 SIG_CHLD，则当进程的子进程终止时，不生成僵死进程，信号处理函数之后调用的 wait 类函数将一直阻塞，直到所有子进程终止，wait 返回 -1 并设置 errno 为ECHILD
• siginfo_t 数据类型即 siginfo 结构体

[j] sigsetjmp / siglongjmp

#include <setjmp.h>
int sigsetjmp(sigjmp_buf env, int savemask) //若直接调用，返回 0；若从 siglongjmp 返回，返回 siglongjmp 的 val 参数值
int siglongjmp(sigjmp_buf env, int val) 

• 若 savemask 非 0，则从 siglongjmp 函数跳回时，恢复原始的信号屏蔽字；其余行为与 setjmp / longjmp 函数一致
• FreeBSD 环境下与 setjmp / longjmp 行为完全一致

[k] sigsuspend

#include <signal.h>
int sigsuspend(const sigset_t *sigmask) //返回 -1，errno 设置为 EINTR 

• 原子操作：设置信号屏蔽字 + 挂起进程，避免了这两步之间存在时间差带来的问题
• 直至有信号被捕获，sigsuspend 才返回，sigsuspend 返回时，将信号屏蔽字重置为之前的值

[l] abort

#include <stdlib.h>
void abort(void) //无返回值 

• 终止进程，并产生 SIGABRT 信号
• 功能类似于 raise(SIGABRT)，但调用进程必然终止

[m] sleep / nanosleep

#include <unistd.h>
unsigned int sleep(unsigned int seconds) //返回 0，或未休眠完的秒数
#include <time.h>
int nanosleep(const struct timespec *req, struct timespec *rem) //若休眠完成，返回 0，若被中断或出错返回 -1，剩余的时间写入 rem

struct timespec {
    time_t    tv_sec; //秒
    long    tv_nsec; //纳秒
}
/*tips：类似的结构体 timeval，常见于 BSD 函数如 gettimeofday 等*/
struct timeval {
   time_t      tv_sec; //秒
   suseconds_t tv_usec; //微秒
} 

• sleep 通常由 nanosleep 实现

[n] sys_siglist / strsignal

extern char *sys_siglist[]
/*数组下标是信号编号，数组中的元素是指向信号描述(字符串)的指针*/
#include <string.h>
char *strsignal(int signo) //返回指向描述该信号的字符串的指针 

• 用于获取指定信号的字面描述