什么是信號(hào)

信號(hào)可以理解為軟件中斷，是在軟件層次上對(duì)中斷機(jī)制的一種模擬，在原理上，一個(gè)進(jìn)程收到一個(gè)信號(hào)與處理器收到一個(gè)中斷請(qǐng)求可以說(shuō)是差不多的。信號(hào)是異步的，一個(gè)進(jìn)程不必通過(guò)任何操作來(lái)等待信號(hào)的到達(dá)。信號(hào)可以直接進(jìn)行用戶空間進(jìn)程和內(nèi)核進(jìn)程之間的交互，內(nèi)核進(jìn)程也可以利用它來(lái)通知用戶空間進(jìn)程發(fā)生了哪些系統(tǒng)事件。

誰(shuí)來(lái)產(chǎn)生信號(hào)

信號(hào)事件的發(fā)生有兩個(gè)來(lái)源：

（1） 硬件來(lái)源，比如我們按下ctrl+c，會(huì)產(chǎn)生SIGINT信號(hào)。

（2） 軟件來(lái)源，比如我們調(diào)用alarm函數(shù)來(lái)產(chǎn)生SIGALRM信號(hào)。

常用信號(hào)

Linux信號(hào)的編號(hào)是從1-64，其中32和33空缺，沒(méi)有對(duì)應(yīng)的信號(hào)。通過(guò)kill -l 可查看所有的信號(hào)。

1~31之間的信號(hào)叫做不可靠信號(hào)， 信號(hào)可能會(huì)丟失， 也叫做非實(shí)時(shí)信號(hào)。

34~64之間的信號(hào)叫做可靠信號(hào)， 信號(hào)不會(huì)丟失， 也叫做實(shí)時(shí)信號(hào)。

信號(hào)響應(yīng)方式

信號(hào)有如下三種響應(yīng)方式：

（1） 忽略信號(hào)，即對(duì)信號(hào)不做任何處理，但是有兩個(gè)信號(hào)不能忽略，即 SIGKILL 及 SIGSTOP。

（2） 捕捉信號(hào)，定義信號(hào)處理函數(shù)，當(dāng)信號(hào)發(fā)生時(shí)，執(zhí)行相應(yīng)的自定義處理函數(shù)。

（3） 執(zhí)行缺省操作，Linux 對(duì)每種信號(hào)都規(guī)定了默認(rèn)操作。

信號(hào)處理過(guò)程

信號(hào)處理的大致流程如下：

信號(hào)產(chǎn)生 -》 信號(hào)注冊(cè) -》 信號(hào)在進(jìn)程中注銷 -》 信號(hào)處理函數(shù)執(zhí)行完畢

我們主要講一下“信號(hào)注冊(cè)” 和“信號(hào)在進(jìn)程中注銷”。其他兩個(gè)都比較好理解。

信號(hào)注冊(cè)指的是在目標(biāo)進(jìn)程中注冊(cè)，該目標(biāo)進(jìn)程中有未決信號(hào)的信息。啥叫未決信號(hào)呢，實(shí)際執(zhí)行信號(hào)的處理動(dòng)作稱為信號(hào)遞達(dá)，信號(hào)從產(chǎn)生到遞達(dá)之間的狀態(tài)，稱為信號(hào)未決。

先來(lái)看一下對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)體：

struct sigpending{ //未決信號(hào)鏈的頭部與尾部 struct sigqueue *head， *tail; //未決信號(hào)集 sigset_t signal;};

struct sigqueue{ struct sigqueue *next; //信號(hào)所攜帶的信息 siginfo_t info;}

信號(hào)注冊(cè)的過(guò)程就是將信號(hào)值加入到未決信號(hào)集siginfo_t中，將信號(hào)所攜帶的信息加入到未決信號(hào)鏈的某一個(gè)sigqueue中去。

因此，對(duì)于可靠的信號(hào)，可能存在多個(gè)未決信號(hào)的sigqueue結(jié)構(gòu)，對(duì)于每次信號(hào)到來(lái)都會(huì)注冊(cè)。而不可靠信號(hào)只注冊(cè)一次，只有一個(gè)sigqueue結(jié)構(gòu)。

只要信號(hào)在進(jìn)程的未決信號(hào)集中，表明進(jìn)程已經(jīng)知道這些信號(hào)了，還沒(méi)來(lái)得及處理，或者是這些信號(hào)被阻塞。

信號(hào)在進(jìn)程中注銷是指進(jìn)程已經(jīng)接收到信號(hào)了，會(huì)在鏈表中移除。在進(jìn)程的執(zhí)行過(guò)程中，每次從系統(tǒng)調(diào)用或中斷返回用戶空間的時(shí)候，都會(huì)檢查是否有信號(hào)沒(méi)有被處理。如果這些信號(hào)沒(méi)有被阻塞，那么就調(diào)用相應(yīng)的信號(hào)處理函數(shù)來(lái)處理這些信號(hào)。可靠信號(hào)和不可靠信號(hào)的處理有所不同：

不可靠信號(hào)：由于不可靠信號(hào)在未決信號(hào)鏈中只有一個(gè)sigqueue結(jié)構(gòu)，因此將它刪除的同時(shí)，也會(huì)將信號(hào)從未決信號(hào)集中刪除。

可靠信號(hào)：由于可靠信號(hào)在未決信號(hào)鏈中可能有多個(gè)sigqueue結(jié)構(gòu)，如果只有一個(gè)，也將信號(hào)從未決信號(hào)集中刪除掉。如果有多個(gè)則不從未決信號(hào)集中刪除信號(hào)，注銷完畢。

原文標(biāo)題：Linux信號(hào)及工作原理

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