linux系统编程之信号(一)

今天起，开始新的知识的学习，对于上个系列进程的学习还差一个理论上的总结，这个会下次补回来，以便通过实践之后，再用理论将其巩固一下，好了，话不多说，开始进入这个主题的学习----信号，很重要，但不是太容易理解，所以得一步一步来！

[b]中断【纯概念，但是很重要】:[/b]
在学习信号之前，首先需要理解一下什么是中断，因为信号与中断有很多的相似之处，中断，顾名思义就是中途打断:



那什么是异步事件呢？它是没有一定时序关系，随机发生的事件,在中断技术出现之前，计算机对异步事件处理能力是有限的，通过是通过查询的方式来处理的，举一个现实生活中的例子：
比如张三正在看书，这时厨房里又正在烧开水，这时，张三看书时并不知道水是否烧开了，他就需要跑到厨房当中"查询"一下水是否烧开了，然后再回来看书，这时又不放心厨房水是否烧开了，于是又跑进厨房查询，如此循环，直到水烧开之后，他才能够静下心来看自己的书，这就是典型的查询技术。
有了中断技术后，又是如何的呢?还是以上面这个例子：
张三在看书的同时，设置一个闹钟，比如说是10分钟的闹钟，当水烧开的时候，会响铃，其中响铃可以看作是一个中断信号，闹钟可以看成是一个中断源，当闹钟响之后，张三就会去处理这一次的中断事件，也就是跑到厨房将煤气给关闭，将开水倒进热水瓶当中，这叫中断执行程序，实际上张三在做这件事之前，需要保护现场，记住当前看到了第几页，当执行完中断执行程序之后，则恢复现场，继续从之前看到的页数开始看书，这就是中断执行的整个流程，总结一下：
　　中断源 -> 中断屏蔽 -> 保护现场 -> 中断处理程序 -> 恢复现场
那中断处理程序是保存在哪的呢？实际上，它的入口地址是保存在中断向量表当中的，由于计算机中的中断个数是固定的，一般在操作系统启动的时候，会初始化一个中断向量表，它会保存固定个数的中断处理程序入口的地址，这样的话，CPU就可以根据中断号，从中断向量表当中找到对应中断的中断处理程序的入口地址，从而调用处理程序。
对于闹钟这个中断源，产生了一个中断信号，不同的中断源会产生不同的中断信号，再回到这个例子，张三在看书的时候，可能闹钟响的同时，会听到外面有人敲门的中断信号到来，还有可能是电话响起来产生另外一个中断信号,但是对于同时到来的中断，张三可以决定哪个中断先处理，这也就是中断的优先级，他觉得开水烧开的中断优化级最高。另外张三也有可能屏蔽一些不必要的中断，比如说电话响铃了，在看书之时，他觉得这个中断是可以屏蔽的，也就是中断屏蔽.

[b]中断分类:[/b]
[b]

[/b]

比如键盘产生的中断、鼠标产生的中断、打印机产生的中断等，这些都是属于硬件中断。



比如说除0中断、单步执行、对于X86平台来说执行了一个INT指令,从用户空间到内核空间

[b]信号【核心】:[/b]



[b]信号与中断总结：[/b]
[b]

[/b]



[b]信号名称:[/b]
那在linux/unix下，到底有哪些信号呢？我们可以通过一个命令进行查看:



这些信号都有它们不同的涵义：





对于这些信号的默认处理行为(也就是我们可以自定义自己的行为)，可以在man手册上查询到：





[b]进程对信号的三种响应:[/b]
当对于到来的信号，可以有三种不同的响应



为什么呢？SIGKILL是杀死进程的信号，它是9号进程：



在shell命令中，我们可以用kill -9 pid来对一个进程进行杀死，如果进程能够忽略9号信号的话，意味着当管理员向进程发送9号信号时，如果进程可以屏蔽不处理的话，那就无法杀死一个非法的进程了，而同理，SIGSTOP是停止一个进程信号，







也就是我们看到的信号对应的action,上面有介绍过：



[b]signal:[/b]

下面来学一下安装信号函数:



下面以代码来进行说明：



编译运行：



按下ctrl+c：





可以信号是一种异步事件的响应，当响应完之后，会还原现场，又回到了for死循环代码上了:



这时按下ctrl+\退出：



实际上，ctrl+\会产生一个退出信号：



由于我们程序没有注册该信号，所以由系统默认处理，既程序结束。
对于signal函数，它的返回值为它注册的上一个信号的处理程序，这样说有点空洞，下面以程序来说明一下：

#include <unistd.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/types.h>
#include <fcntl.h>

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <signal.h>

#define ERR_EXIT(m) \
do \
{ \
perror(m); \
exit(EXIT_FAILURE); \
} while(0)

void handler(int sig);
int main(int argc, char *argv[])
{
__sighandler_t oldhandler;
oldhandler = signal(SIGINT, handler);//这时返回的处理程序是注册handler之前的，也就是系统默认的处理程序
if (oldhandler == SIG_ERR)
ERR_EXIT("signal error");

while (getchar() != '\n')//死循环是为了测试，当按了ctrl+c之后，会不断死循环，直到按了回车键
;
if (signal(SIGINT, oldhandler) == SIG_ERR)//这时，再次注册信号，但是这次是注册成了默认处理程序，而ctrl+c的默认处理就是终止程序
ERR_EXIT("signal error");
for (;;) ;
return 0;
}

void handler(int sig)
{
printf("recv a sig=%d\n", sig);
}

编译运行：



按回车键：



这时，再按ctrl+c:



实际上，恢复默认的处理行为，还可以用它来代替：



编译运行，输出效果一样：



好了，今天的学习先到这，下回见！