信号安装

更新时间：

2024-05-13

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信号安装

本节介绍信号安装的方法。

函数 signal

SylixOS 信号机制中最简单的接口是 signal 函数：

#include <signal.h>
void  (*signal(int  iSigNo, void (*pfuncHandler)(int)))(int);

函数 signal 原型分析：

此函数成功返回一个函数指针，失败返回 SIG_ERR，如下表所示。
- 这个函数指针指向的函数没有返回值。
- 参数是一个整型值。
参数 iSigNo 是下表中的任一信号名。
参数 pfuncHandler 是要安装的信号函数或常量 SIG_IGN、常量 SIG_DFL。

我们查看 <system/signal/signal.h> 会发现如下表形式的定义：

宏名	值	含义
SIG_ERR	(PSIGNAL_HANDLE)-1	错误信号句柄
SIG_DFL	(PSIGNAL_HANDLE)0	默认信号句柄
SIG_IGN	(PSIGNAL_HANDLE)1	忽略的信号句柄
SIG_CATCH	(PSIGNAL_HANDLE)2	特殊的信号处理方式（SylixOS并未明确规定其行为）
SIG_HOLD	(PSIGNAL_HANDLE)3	特殊的信号处理方式（SylixOS并未明确规定其行为）

注意：

宏 PSIGNAL_HANDLE 可在 <kernel/include/k_ptype.h> 中发现：

typedef  VOID  (*PSIGNAL_HANDLE)(INT);

在之前的 UNIX 系统实现中，signal 函数安装的信号是不可靠的，因为安装的信号不是永久的，只要信号被递送，则信号动作将恢复成默认动作。值得庆幸的是，SylixOS 的信号机制支持 POSIX 实时扩展部分，保证了 signal 函数将永久安装一个信号。

函数 sigaction

sigaction 函数检查或修改与指定信号相关联的处理动作。此函数取代了 signal 函数，在 SylixOS 中 signal 函数通过调用 sigaction 函数实现。

#include <signal.h>
int  sigaction(int                      iSigNo, 
               const struct sigaction  *psigactionNew,
               struct sigaction        *psigactionOld);

函数 sigaction 原型分析：

此函数成功时返回 0，失败时返回 -1 并设置错误号。
参数 iSigNo 是下表中的任一信号名。
参数 psigactionNew 是新的信号处理结构。
输出参数 psigactionOld 保存之前的处理结构。

信号名	说明
SIGHUP	挂断控制终端或进程。通常用此通知守护进程再次读取它们的配置文件，因为守护进程不会有控制终端，通常决不会接收到这种信号
SIGINT	来自键盘的中断。一般采用Ctrl + C来产生此信号。当一个进程在运行时失控，特别是他正在屏幕上产生大量不需要的输出时，常用此信号终止
SIGQUIT	来自键盘的退出
SIGILL	非法指令
SIGTRAP	跟踪断点
SIGABRT	异常结束
SIGUNUSED	未使用
SIGFPE	协处理出错，如除以0、浮点溢出等
SIGKILL	强迫进程结束（不能被忽略或捕捉）
SIGBUS	总线错误，通常是指示一个实现定义的硬件故障
SIGSEGV	无效内存引用
SIGUNUSED2	未使用2
SIGPIPE	管道写错误，无读者
SIGALRM	实时定时器报警
SIGTERM	进程终止。这是kill命令的默认动作，由于这个信号是由应用程序捕获的，使用SIGTERM也让程序有机会在退出之前做好清理工作，从而优雅的终止
SIGCNCL	线程取消
SIGSTOP	停止进程执行。此信号不能被捕获和忽略（不能被忽略或捕捉）
SIGTSTP	tty发出停止进程
SIGCONT	恢复进程继续执行
SIGCHLD	子进程停止或者被终止。系统默认是忽略此信号
SIGTTIN	后台进程请求输入
SIGTTOU	后台进程请求输出
SIGCANCEL	同SIGTERM相同
SIGIO	异步I/O事件
SIGXCPU	进程超出了软CPU事件限制
SIGXFSZ	进程超出了软文件长度限制
SIGVTALRM	函数setitimer设置的虚拟间隔定时器已经超时
SIGPROF	函数setitimer设置的梗概间隔定时器已经超时
SIGWINCH	更改了窗口的大小
SIGINFO	信息请求
SIGPOLL	同SIGIO相同
SIGUSR1	用户定义信号1
SIGUSR2	用户定义信号2
SIGPWR	电源失败重新开始
SIGSYS	错误的系统调用
SIGURG	网络连接上接到带外的数据时，可选择地产生此信号
SIGLOWMEM	系统内存不足告警
SIGSTKSHOW	打印任务栈信息和上下文信息
SIGRTMIN-SIGRTMAX	SylixOS实现SIGRTMIN = 48、SIGRTMAX = 63，系统没有指定明确的含义，由用户自定义，并且不应该使用某数值

sigaction 函数使用下面的结构来检查或修改指定信号相关联的处理动作：

struct sigaction {
    union {
        PSIGNAL_HANDLE        _sa_handler;
        PSIGNAL_HANDLE_ACT    _sa_sigaction;
    } _u;                                  /*  信号服务函数句柄         */
    sigset_t                  sa_mask;     /*  执行时的信号屏蔽码       */
    INT                       sa_flags;    /*  该句柄处理标志           */
    PSIGNAL_HANDLE            sa_restorer; /*  恢复处理函数指针         */
};
#define sa_handler      _u._sa_handler
#define sa_sigaction    _u._sa_sigaction

当更改信号动作时，如果 sa_handler 成员包含一个信号捕捉函数的地址（不是常量 SIG_IGN 或 SIG_DFL），则 sa_mask 成员包含了一个信号集，在调用该信号捕捉函数之前，这一信号集要加到线程的信号屏蔽字中。sa_flags 成员指定对信号进行处理的各个选项。如下表所示 sa_flags 成员标志的意义。

选项	说明
SA_NOCLDSTOP	子进程被删除时不要产生信号
SA_NOCLDWAIT	不产生僵尸进程
SA_SIGINFO	信号句柄需要 siginfo 参数
SA_ONSTACK	自定义栈
SA_RESTART	执行信号句柄后重启调用
SA_INTERRUPT	执行信号句柄后不重启调用
SA_NOMASK	不阻止在指定信号处理句柄中再收到信号
SA_NODEFER	不阻止在指定信号处理句柄中再收到信号
SA_ONESHOT	信号句柄一旦被调用就恢复到默认状态
SA_RESETHAND	执行句柄后，将信号句柄设置为默认动作

如果 sa_flags 包含 SA_NOCLDSTOP 标志，父进程不接收子进程的暂停信号，SIGCHLD 信号被忽略，SIGCHLD 信号在“进程与信号”做详细介绍。

指定 SA_NOCLDWAIT 标志，将由系统接管回收子进程的资源，因此不会产生僵尸进程。

指定 SA_NOMASK 标志，在执行信号处理函数时，如果收到相同信号则会被中断，如此将会形成递归。

指定 SA_RESETHAND 标志，执行一次信号处理函数后，信号动作将设置为默认动作，此标志兼容了之前不可靠的信号机制。

sa_sigaction 成员是一个替代的信号处理程序，在 sigaction 结构中如果使用了 SA_SIGINFO 标志，则使用该信号处理程序。在 SylixOS 中，sa_sigaction 成员和 sa_handler 成员使用了同一存储区，所有应用程序只能一次使用这两个成员中的一个。

通常，如果使用 sa_handler 成员，按下面方式调用信号处理程序：

void handler(int signo);

如果使用 sa_sigaction 成员，也就是设置了 SA_SIGINFO 标志，那么按下面方式调用信号处理程序：

void handler(int signo, siginfo_t *siginfo, void *arg);

siginfo_t 结构包含了信号产生原因的有关信息，在 SylixOS 中该结构如下定义：

typedef struct siginfo {
    INT    si_signo;
    INT    si_errno;
    INT    si_code;
    union {
        struct {
            INT                _si_pid;
            INT                _si_uid;
        } _kill;
        struct {
            INT                _si_tid;
            INT                _si_overrun;
        } _timer;
        struct {
            INT                _si_pid;
            INT                _si_uid;
        } _rt;
        struct {
            INT                _si_pid;
            INT                _si_uid;
            INT                _si_status;
            clock_t            _si_utime;
            clock_t            _si_stime;
        } _sigchld;
        struct {
            INT                _si_band;
            INT                _si_fd;
        } _sigpoll;
    } _sifields;
#define si_pid                _sifields._kill._si_pid
#define si_uid                _sifields._kill._si_uid
#define si_timerid            _sifields._timer._si_tid
#define si_overrun            _sifields._timer._si_overrun
#define si_status             _sifields._sigchld._si_status
#define si_utime              _sifields._sigchld._si_utime
#define si_stime              _sifields._sigchld._si_stime
#define si_band               _sifields._sigpoll._si_band
#define si_fd                 _sifields._sigpoll._si_fd
    union sigval              si_value;
#define si_addr               si_value.sival_ptr /*  Faulting insn/memory ref  */
#define si_int                si_value.sival_int
#define si_ptr                si_value.sival_ptr
    ……
} siginfo_t;

union sigval 将在“队列信号”小节做详细介绍，成员 si_code 指示了信号的产生原因，如下表所示 SylixOS 中各种信号的 si_code 值定义。信号处理函数的第三个参数在 SylixOS 中返回栈的地址或者 NULL。

sa_restorer 成员是被废弃的，不应该被使用。

信号	代码	说明
ANY	SI_KILL SI_USER SI_QUEUE SI_TIMER SI_ASYNCIO SI_MESGQ SI_KERNEL	使用 kill()发送的信号同 SI_KILL 使用 sigqueue 发送的信号 POSIX 定时器发送的信号异步 I/O 系统完成发送的信号接收到一条消息产生的信号 SylixOS 内核内部使用
SIGILL	ILL_ILLOPC ILL_ILLOPN ILL_ILLADR ILL_ILLTRP ILL_PRVOPC ILL_PRVREG ILL_COPROC ILL_BADSTK	非法操作码非法操作数非法地址模式非法陷入特权操作码特权寄存器协处理器出错内部栈出错
SIGFPE	FPE_INTDIV FPE_INTOVF FPE_FLTDIV FPE_FLTOVF FPE_FLTUND FPE_FLTRES FPE_FLTINV FPE_FLTSUB	整数除以 0 整数溢出浮点除以 0 浮点向上溢出浮点向下溢出浮点不精确结果无效浮点操作下标超出范围
SIGSEGV	SEGV_MAPERR SEGV_ACCERR	地址不映射至对象对于映射对象的无效权限
SIGBUS	BUS_ADRALN BUS_ADRERR BUS_OBJERR	无效地址对齐不存在的物理地址对象特定硬件错误
SIGTRAP	TRAP_BRKPT TRAP_TRACE	进程断点陷入进程跟踪陷入
SIGCHLD	CLD_EXITED CLD_KILLED CLD_DUMPED CLD_TRAPPED CLD_STOPPED CLD_CONTINUED	子进程终止子进程已异常终止（无 core）子进程已异常终止（有 core，目前 SylixOS 不支持 core 文件）被跟踪子进程已陷入子进程已停止停止的子进程已继续
SIGPOLL	POLL_IN POLL_OUT POLL_MSG POLL_ERR POLL_PRI POLL_HUP	数据输入可用输出缓冲区可用输入消息可用 I/O 错误高优先级输入可用设备断开

下面实例展示了 sigaction 函数的使用方法，程序中 alarm 函数会在之后小节做详细介绍。

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
void handler (int  signum, siginfo_t *siginfo, void *arg)
{
    fprintf(stdout, "alarm signal.\n");
}
int main (int argc, char *argv[])
{
    struct sigaction newact, oldact;
    int              ret;

    newact.sa_sigaction         = handler;
    newact.sa_flags             = SA_SIGINFO;

    sigemptyset(&newact.sa_mask);
    ret = sigaction(SIGALRM, &newact, &oldact);
    if (ret < 0) {
        fprintf(stderr, "sigaction error.\n");
        return  (-1);
    }
    alarm(2);
    sleep(5);
    sigaction(SIGALRM, &oldact, NULL); /*  恢复之前的信号行为       */
    return  (0);
}

在 SylixOS Shell 下运行程序，结果如下：

# ./Sigaction
Alarm signal.

信号系统概述

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