UC-day09中断,信号函数

-----------------------------------------------今天内容：(1)中断的概念(2)信号的概念和函数 2 3 7 9 111.中断(1)概念表示暂时停止当前程序的执行，转而执行新的程序或者处理意外情况的过程(2)分类中断分为：硬件中断和软件中断ctrl+c 段错误2.信号的概念和函数2.1 信号的初识(1)概念信号就是软中断,信号既可以作为进程间的一种通信方式，也可以中断一个正在执行的程序，所以更多地用于处理意外情况(2)特点a. 信号是异步的b. 进程既可以处理信号，也可以发送信号给指定的进程c. 每个信号都有一个名字，这些名字以SIG开头如：ctrl+c 是:SIGINT 值为:22.2 信号的命令和分类(1)命令kill -l => 表示查看当前操作系统中的所有信号(小括号里面是信号的值)掌握的信号:ctrl+c信号2 SIGINT默认处理是终止进程ctrl+\信号3SIGQUIT 默认处理是终止进程kill -9 信号9SIGKILL不允许被捕捉,终止进程总线错误信号7SIGBUS段错误信号11SIGSEGV其他信号：(2)分类一般来说，linux系统中信号1~64,不保证连续,unix系统的信号和linux系统可能有所不同, unix系统中的信号一般是1~48以linux系统为例，做以下分类:1~31叫做不可靠信号,信号可能丢失，不支持排队（可能会出现插队的情况），又叫做非实时信号34~64叫做可靠信号,信号不会丢失，支持排队，又叫做实时信号2.3 信号的处理方式(1)默认处理,绝大多数都是终止进程(2)忽略信号(3)自定义处理信号，通过自定义函数进行处理注意:a.信号9只能进行默认处理，不能忽略，也不能进行自定义处理b.信号的发送受到用户的限制，一般来说，每个用户只能给自己的进程发信号,r oot用户可以给所有进程发信号2.4 信号的处理函数#include <signal.h>typedef void (*sighandler_t)(int);//给函数指针其别名，给*sighandler起别名sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);解析:typedef void (*)(int) sighandler_t;void (*)(int) signal(int signum, void (*)(int) handler);=>void (*)(int) signal(int signum, void (*handler)(int));=>void (*signal(int signum, void (*handler)(int)))(int)综上所述：=>signal是个函数=>函数的第一个参数是int类型的（信号值），第二个参数是函数指针类型的（处理方式）=>函数的返回值是函数指针类型的=>函数指针是一个指向参数为int，返回值为void的函数函数的使用：函数功能：设置指定信号的处理方式第一个参数：表示信号值/信号名称，int类型的第二个参数：对信号的处理方式，函数指针类型的SIG_IGN- 忽略SIG_DFL - 默认处理函数地址- 调用指定的函数进行自定义处理返回值：成功返回之前的处理方式，失败返回SIG_ERR例子：//signal函数的使用#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<signal.h>#include<unistd.h>#include<sys/types.h>void fa(int signo){printf("捕获到了信号%d\n",signo);signal(“3,SIG_DFL”);//信号第一次是自定义处理，信号第二次是默认处理}int main(void){//设置对信号2的处理方式为忽略,注意是终端发送信号(bash)signal(2,SIG_IGN)；//设置对信号3，进行自定义处理signal(SIGQUIT,fa);//设置对信号9，进行自定义处理,不好使signal(SIGKILL,fa);printf("pid=%d\n",getpid);while(1);}程序输出：bash只发SIGINT SIGQUIT信号，对SIGINT处理是SIG_IGN,SIGQUIT处理是fa（自定义）终端1bash发送kill -9 10455(进程号),进行自定义处理fa,但是此信号不会被捕捉，默认终止进程终端1终端1终端2练习：在主函数设置对信号2进行自定义处理，对信号3进行忽略处理,使用fork创建子进程进入无限循环,父进程结束，然后给子进程发送信号2和3看效果//练习#include<stdio.h>#include<unistd.h>#include<sys/types.h>#include<signal.h>#include<stdlib.h>void fa(int signo){printf("捕捉到了信号%d\n",signo);}int main(void){printf("父进程ID=%d\n",getpid());//对信号2进行自定义处理signal(2,fa);//对信号3进行忽略处理signal(SIGQUIT,SIG_IGN);//创建子进程，子进程进入死循环pid_t pid=fork();if(0==pid){printf("子进程ID=%d\n",getpid());while(1);}printf("父进程结束，子进程未结束\n");return0;//给子进程发送信号2,信号3}ctrl +c发给的是bash,并不是子进程kill可以指定发何种信号2.5 父子进程对信号处理方式的比较(1)对于fork创建的子进程来说,完全照搬父进程对信号的处理方式,父进程忽略，子进程也忽略;父进程默认处理，子进程也默认处理；父进程自定义处理，子进程也自定义处理(2)对于vfork创建的子进程来说，父进程自定义，子进程默认处理;（不同）（子进程中用到execl()函数,自动跳转到别地方，在主函数中的自定义函数void fa(int signo)子进程就找不到了，所以就会默认处理父进程中的自定义信号）父进程忽略，子进程忽略;父进程默认处理，子进程也默认处理;2.6 信号的发送方式(1)键盘发送(只能发送部分特殊信号，信号9就不能发送)ctrl+c -> 信号2 SIGINTctrl+\ -> 信号3 SIGQUIT...(2)程序出错(只能发送部分特殊信号)段错误-> 信号11 SIGSEGV总线错误->信号7 SIGBUS...(3)kill -信号值进程号(可以发送全部信号)(4)采用系统函数发送信号raise()/kill()/alarm()/sigqueue()2.7 发送信号的函数(1)raise函数（send a signal to the caller）#include <signal.h>int raise(int sig);函数功能：表示向正在执行的进程/线程发送参数指定的信号，成功返回0，失败返回非0例子：//raise函数的使用#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<unistd.h>#include<signal.h>void fa(int signo){printf("捕获到了信号%d\n",signo);}int main(void){//先设置信号的处理方式signal(2,fa);//10秒自后发送信号2sleep(10);raise(SIGINT);while(1);return0;}(b) sleep函数（sleep for the specified number of seconds）#include <unistd.h>unsigned int sleep(unsigned int seconds);函数功能：表示让进程/线程按照参数指定的时间进入睡眠,如果睡醒了返回0，如果没有睡醒被一个不能忽略的信号打断，则返回剩余的秒数//raise函数的使用#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<unistd.h>#include<signal.h>void fa(int signo){printf("捕获到了信号%d\n",signo);}int main(void){//先设置信号的处理方式signal(2,fa);//10秒自后发送信号2int res=sleep(10);//被一个不可忽略的信号打断，返回剩余秒数printf("res=%d\n",res);raise(SIGINT);while(1);return0;}(2)kill函数（send signal to a process）#include <sys/types.h>#include <signal.h>int kill(pid_t pid, int sig);第一个参数：进程号正数- 表示给指定单一进程发信号(单发,掌握)0 - 表示发送给与正在运行的进程同组的每一个进程(了解)-1 - 表示把信号发送到每一个可以被发送信号的进程中，除了进程1(init进程,了解) <-1 - 表示发送给进程组id为-pid的每一个进程(了解)第二个参数：信号0 - 表示检查指定的进程/进程组的存在性函数功能：给指定的进程发送指定的信号//kill函数的使用#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<signal.h>#include<sys/types.h>#include<unistd.h>void fa(int signo){printf("捕捉到信号%d\n",signo);}int main(void){pid_t pid=fork();if(-1==pid)perror("fork"),exit(-1);if(0==pid){//自定义处理信号50signal(50,fa);while(1);}sleep(1);//父进程判断子进程是否存在if(0==kill(pid,0)){printf("父进程%d给子进程%d发送信号50\n",getpid(),pid);kill(pid,50);}return0;}(3)alarm函数（set an alarm clock for delivery of signal）#include <unistd.h>unsigned int alarm(unsigned int seconds);函数功能：表示经过参数指定的秒数之后发送SIGALARM信号,函数返回之前闹钟剩余的秒数，之前没有闹钟则返回0参数为0时,不会设置新的闹钟,取消之前的闹钟//alarm函数的使用#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<unistd.h>#include<signal.h>void fa(int signo){printf("捕获到的信号%d\n",signo);}int main(void){//设置SIGALRM信号进行自定义处理signal(SIGALRM,fa);//5秒之后发送SIGALRM信号int res=alarm(5);printf("res=%d\n",res);//之前没有闹钟，返回0sleep(2);res=alarm(10);printf("res=%d\n",res);//3while(1);return0;}例子2：//alarm函数的使用#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<unistd.h>#include<signal.h>void fa(int signo){printf("捕获到的信号%d\n",signo);//每隔一秒触发一次,类似于递归alarm(1);}int main(void){//设置SIGALRM信号进行自定义处理signal(SIGALRM,fa);//5秒之后发送SIGALRM信号int res=alarm(5);printf("res=%d\n",res);//之前没有闹钟，返回0 while(1);return0;}2.8 信号集的概念和使用(1)概念信号集- 表示信号的集合信号集的数据类型: sigset_t 128个字节typedef struct{unsigned long int __val[(1024 / (8 *sizeof (unsigned long int)))];} __sigset_t;typedef __sigset_t sigset_t;linux系统表示信号的范围1~64,采用最节省内存的方式表示信号,让每一个二进制位来代表一个信号,则8个字节足够,而sigset_t本质上就是占用128个字节，然后采用每一个二进制位表示一个信号例子vi 07sigset.c//信号集的概念和基本操作#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<unistd.h>#include<signal.h>int main(void){printf("sigset_t=%d\n",sizeof(segset_t));//128return0;}底层的实现方法(2)基本操作#include <signal.h>sigemptyset() - 清空信号集(二进制置为0)sigfillset() - 填满信号集(二进制置为1)sigaddset() - 增加一个信号(对应二进制置为1)sigdelset() - 删除一个信号(对应二进制置为0)sigismember() - 查找是否存在某个信号例子：//信号集的概念和基本操作#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<unistd.h>#include<signal.h>int main(void){printf("sigset_t=%d\n",sizeof(segset_t));//128sigset_t set;//先定义信号集printf("set=%ld",set);//清空信号集sigemptyset(&set);printf("set=%ld",set);//增加信号到信号集中，第二位二进制置为1sigaddset(&set,2);printf("set=%ld",set);//2sigaddset(&set,3);//2+4=6printf("set=%ld",set);sigaddset(&set,7);//6+64=70printf("set=%ld",set);sigdelset(&set,3);printf("set=%ld",set);//70-4=66if(sigismember(&set,3))printf("信号3存在信号集中\n");if(sigsimumber(&set,7))printf("信号7存在信号集中\n");return0;}因为是set是sigset_t类型，不是long int类型.这里为了省事这么输出2.9 信号的屏蔽在某些特殊情况下不允许程序的执行被信号打断，则需要对信号进行屏蔽来解决此问题(1)sigprocmask函数(examine and change blocked signals(信号集))#include <signal.h>int sigprocmask(int how, const sigset_t* set, sigset_t *oldset);第一个参数：处理方式SIG_BLOCK: ABC CDE =>ABCDE(新+旧)SIG_UNBLOCK: ABC CDE=>AB(旧-新)SIG_SETMASK:ABC CDE=>CDE(新的替换旧的,掌握)第二个参数：设置新的信号屏蔽字(信号集)第三个参数：带出旧的信号屏蔽字(信号集)函数功能：主要用于设置新的信号屏蔽字，带出之前的信号屏蔽字(2)sigpending 函数#include <signal>int sigpending(sigset_t *set);函数功能：获取在信号屏蔽期间来过的信号例子：//sigprocmask函数的使用#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<unistd.h>#include<signal.h>#include<sys/types.h>void fa(int signo){printf("捕获到了信号%d\n",signo);}int main(void){printf("当前进程的进程号%d\n",getpid());//设置对信号2，信号3，信号50进行自定义处理signal(2,fa);signal(3,fa);signal(50,fa);int res=sleep(20);//返回未完成的时间if(0!=res){printf("没有信号屏蔽,睡眠别唤醒,所以睡了%d秒\n",20-res);}printf("--------------------------------\n");printf("开始信号屏蔽\n");//准备信号集，作为函数的参数sigset_t set,old;//清空信号集sigemptyset(&set);sigemptyset(&old);//将要屏蔽的信号放入信号集中sigaddset(&set,2);sigaddset(&set,3);sigaddset(&set,50);//调用函数进行信号的屏蔽if(-1==sigprocmask(SIG_SETMASK,&set,&old)){perror("sigprocmask"),exit(-1);}printf("old=%ld\n",old);res=sleep(20);if(0==res)printf("总算睡了个美觉，信号屏蔽开始结束\n");//判断屏蔽期间信号，到底来没来过sigset_t pend;sigpending(&pend);if(sigismenber(&pend,2))printf("信号2来过\n");if(sigismenber(&pend,3))printf("信号3来过\n");if(sigismenber(&pend,50))printf("信号50来过\n");//恢复系统默认的屏蔽方式sigprocmask(SIG_SETMASK,&old,NULL);return 0;}注意：(1)信号屏蔽并不是删除信号，而只是把信号暂时存起来,等信号屏蔽解除之后还是可以处理的(2)一般使用原则:先设置新的信号屏蔽字，屏蔽工作完成后再恢复旧的作业：自己查询一下sigaction 函数明日预报：(1)信号(2)进程间的通信信号屏蔽期间，发送的信号不是被丢失，然是暂时储存，等到屏蔽结束，将储存的信号输出出来50是可靠信号，信号重复发送，会重复处理 3,2为不可靠信号，信号发很多次时，只处理一次。