[学习笔记]信号基本概念(中断和信号)/名称及常用信号/信号处理/signal函数实践

1基本概念

中断

q  中断是系统对于异步事件的响应

q  中断信号

q  中断源

q  现场信息

q  中断处理程序

q  中断向量表

异步事件的响应：进程执行代码的过程中可以随时被打断，然后去执行异常处理程序

生活中的中断和计算机系统中的中断

1）  无中断生活场景

张三看书，厨房烧水

2）有中断的生活场景

张三看书，设置闹钟，厨房烧水。

闹钟发出中断信号，张三把书合好(第20页)，去厨房把开水事情处理好，张三重新打开20页进行阅读。

3）计算机系统的中断场景

中断源发出中断信号，CPU判断中断是否屏蔽屏蔽、保护现场 ，cpu执行中断处理程序， cpu恢复现场，继续原来的任务。
4）中断的其他概念

中断向量表保存了中断处理程序的入口地址。

中断个数固定，操作系统启动时初始化中断向量表。

中断有优先级（有人敲门，有人打电话，有优先级）

中断可以屏蔽（张三可以屏蔽电话）。

中断分类

q 
硬件中断（外部中断）

外部中断是指由外部设备通过硬件请求的方式产生的中断，也称为硬件中断

q 
软件中断（内部中断）

内部中断是由CPU运行程序错误或执行内部程序调用引起的一种中断，也称为软件中断。

q 
x86平台INT指令 ARM软中断指令SWI

信号概念

q 
信号是UNIX系统响应某些状况而产生的事件，进程在接收到信号时会采取相应的行动。

q 
信号是因为某些错误条件而产生的，比如内存段冲突、浮点处理器错误或者非法指令等

q 
信号是在软件层次上对中断的一种模拟，所以通常把它称为是软中断

信号和中断的区别

q 
信号与中断的相似点：

q 
（1）采用了相同的异步通信方式；

q 
（2）当检测出有信号或中断请求时，都暂停正在执行的程序而转去执行相应的处理程序；

q 
（3）都在处理完毕后返回到原来的断点；

q 
（4）对信号或中断都可进行屏蔽。

q 
信号与中断的区别：

q 
（1）中断有优先级，而信号没有优先级，所有的信号都是平等的；

q 
（2）信号处理程序是在用户态下运行的，而中断处理程序是在核心态下运行；

q 
（3）中断响应是及时的，而信号响应通常都有较大的时间延迟。

2信号名称及常用信号

信号名称         描述

SIGABRT  进程停止运行 6

SIGALRM 警告钟

SIGFPE      算述运算例外

SIGHUP    系统挂断

SIGILL       非法指令

SIGINT      终端中断  2

SIGKILL     停止进程(此信号不能被忽略或捕获)

SIGPIPE    向没有读者的管道写入数据

SIGSEGV  无效内存段访问

SIGQUIT   终端退出   3

SIGTERM 终止

SIGUSR1  用户定义信号1

SIGUSR2  用户定义信号2

SIGCHLD  子进程已经停止或退出

SIGCONT 如果被停止则继续执行

SIGSTOP   停止执行

SIGTSTP   终端停止信号

SIGTOUT  后台进程请求进行写操作

SIGTTIN   后台进程请求进行读操作

实验1：

kill –l   
可以查看linux内核支持的信号

Man 7 signal 查看信号的默认动作、信号的含义

3信号处理

进程对信号的三种相应

q 
忽略信号

不采取任何操作、有两个信号不能被忽略：SIGKILL（9号信号）和SIGSTOP。

思考1：为什么进程不能忽略SIGKILL、SIGSTOP信号。（如果应用程序可以忽略这2个信号，系统管理无法杀死、暂停进程，无法对系统进行管理。）。SIGKILL（9号信号）和SIGSTOP信号是不能被捕获的。

q 
捕获并处理信号

内核中断正在执行的代码，转去执行先前注册过的处理程序。

q 
执行默认操作

默认操作通常是终止进程，这取决于被发送的信号。

信号的默认操作：通过 man 7
signal 进程查看

man 7 signal

编程实践:让应用程序捕捉ctrl+c信号

以ctrl+c 会产生一个中断。当前应用程序捕捉ctrl+c中断信号。

4信号signal函数编程实践

signal信号安装函数

signal函数，作用1：站在应用程序的角度，注册一个信号处理函数。

作用2：忽略信号、设置信号默认处理  信号的安装和恢复

q 
typedef
void (*__sighandler_t) (int);

q 
#define
SIG_ERR ((__sighandler_t) -1)

q 
#define
SIG_DFL ((__sighandler_t) 0)

q 
#define
SIG_IGN ((__sighandler_t) 1)

q 
函数原型:

         __sighandler_t
signal(int signum, __sighandler_t handler);

q 
参数

q 
signal是一个带signum和handler两个参数的函数，准备捕捉或屏蔽的信号由参数signum给出，接收到指定信号时将要调用的函数由handler给出

q 
handler这个函数必须有一个int类型的参数（即接收到的信号代码），它本身的类型是void

q 
handler也可以是下面两个特殊值：

SIG_IGN     屏蔽该信号

SIG_DFL     恢复默认行为

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include <unistd.h>
#include<errno.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <signal.h>

/*
       typedef void (*sighandler_t)(int);

       sighandler_t    signal(int    signum,
       sighandler_t handler);

*/

int g_tag = ;

__sighandler_t old;
// Linux内核调用这个函数

void myhandle(int num)
{
    printf("recv signal id num : %d\n", num);
    if ( == num)
    {
        g_tag = ;
　　　// signal(SIGINT, SIG_DFL);　
　　　// signal(SIGINT, old);
    }
    return;
}

int main(void)
{

    // 信号的安装 old = signal(SIGINT, myhandle)
    if ( signal(SIGINT, myhandle) == SIG_ERR )
    {
        perror("signal err");
        return ;
    }

    if ( signal(SIGQUIT, myhandle) == SIG_ERR )
    {
        perror("signal err");
        return ;
    }

/*
    无效的参数
    if ( signal(SIGKILL, myhandle) == SIG_ERR )
    {
        perror("signal err");
        return 0;
    }
*/
    while(g_tag);

    return ;
}