• 信號是軟件中斷。
• 信號提供了一種處理異步事件的方法。

• 信號的名字都是以3個字符SIG開頭。
• linux3.2.0支持31種信號。FreeBSD、Linux和Solaris作為實時擴展都支持另外的應(yīng)用程序定義的信號。

• 在頭文件signal.h（其中include的bits/signum.h）中，信號名都被定義為正整數(shù)常量，不存在編號為0的信號。kill函數(shù)對信號編號0有特殊的應(yīng)用。

• 很多條件可以產(chǎn)生信號：

  1. 用戶按下某些終端鍵時：Ctrl+C、Ctrl+/、Ctrl+Z
  2. 硬件異常產(chǎn)生信號：除數(shù)為0、無效的內(nèi)存引用
  3. 進程調(diào)用kill函數(shù)可將任意信號發(fā)送給另一個進程或進程組
  4. 當檢測到某些軟件條件已經(jīng)發(fā)生，并應(yīng)將其通知有關(guān)進程時產(chǎn)生信號。如：SIGURG（網(wǎng)絡(luò)連接上傳來帶外數(shù)據(jù)）、SIGPipE（在管道的讀進程已經(jīng)終止后，一個進程寫此管道）、SIGALRM（進程所設(shè)置的定時器超時）

• 信號是異步事件的經(jīng)典實例。產(chǎn)生信號的事件對進程而言是隨機出現(xiàn)的。進程不能簡單地測試一個變量（如errno）來判斷是否發(fā)生了一個信號，而是必須告訴內(nèi)核“在此信號發(fā)生時，請執(zhí)行下列操作”。

• 當某個信號出現(xiàn)時，可以告訴內(nèi)核按下列3種方式之一進行處理，稱之為信號的處理

  1. 忽略此信號。SIG_IGN。只有兩種信號不能被忽略：SIGKILL和SIGSTOP。原因是：它們向內(nèi)核和超級用戶提供了使進程終止或停止的可靠方法。另外，如果忽略某些由硬件異常產(chǎn)生的信號（如非法內(nèi)存引用或除以0），則進程的運行行為是未定義的。
  2. 捕捉信號。即通知內(nèi)核在某種信號發(fā)生后，調(diào)用一個用戶函數(shù)。
  3. 執(zhí)行系統(tǒng)默認動作。對大多數(shù)信號的默認動作是終止該進程。

• 終止+core。大多數(shù)Unix系統(tǒng)調(diào)試程序都使用core文件檢查進程終止時的狀態(tài)。

• 在下列條件下不產(chǎn)生core文件：

  1. 進程是設(shè)置用戶ID的，而且當前用戶并非程序文件的所有者
  2. 進程是設(shè)置組ID的，而且當前用戶并非程序文件的組所有者
  3. 用戶沒有寫當前工作目錄的權(quán)限
  4. 文件已存在，而且用戶對該文件沒有寫權(quán)限

• 4個平臺對各種signal的支持及默認處理方式

• 主要信號簡要說明：

  • SIGABRT。調(diào)用abort函數(shù)時產(chǎn)生此信號。
  • SIGALRM。當用alarm函數(shù)設(shè)置的定時器超時時，產(chǎn)生此信號。
  • SIGCHLD。在一個進程終止或停止時，該信號被送給其父進程。按系統(tǒng)默認，將忽略此信號。
  • SIGFPE。表示算術(shù)運算異常，如除以0、浮點溢出等。
  • SIGHUP。如果終端接口檢測到一個連接斷開，則將此信號送給與該終端相關(guān)的控制進程（會話首進程）。通常使用此信號通知守護進程再次讀取它們的配置文件。選用此信號的理由是：守護進程不會有控制終端，通常決不會接收到這種信號。
  • SIGILL。表示進程執(zhí)行一條非法硬件指令。
  • SIGINT。當用戶按下中斷鍵Ctrl+C時，終端驅(qū)動程序產(chǎn)生此信號并發(fā)送至前臺進程組的每一個進程。
  • SIGIO。指示一個異步I/O事件。
  • SIGTERM。由kill命令發(fā)送的系統(tǒng)默認終止信號。
  • SIGKILL。不能捕獲或忽略。它向管理員提供了一紅殺死任一進程的可靠方法。
  • SIGPIPE。如果在管道的讀進程已終止時寫管道，則產(chǎn)生此信號。
  • SIGQUIT。當用戶在終端上按下退出鍵Ctrl+/時，終端驅(qū)動程序產(chǎn)生此信號并發(fā)送給前臺進程組中的所有進程。此信號除了終止前臺進程組（和SIGINT一樣），同時產(chǎn)生一個core文件。
  • SIGSEGV。指示進程進行了一次無效的內(nèi)存引用。
  • SIGTSTP。交互停止信號。當用戶在終端上按下掛起鍵Ctrl+Z時，終端驅(qū)動程序產(chǎn)生此信號，并發(fā)送至前臺進程組的所有進程。
  • SIGSTOP。類似于交互停止信號（SIGTSTP），但它不能被捕獲或忽略。
  • SIGCONT。此作業(yè)控制信號發(fā)送給需要繼續(xù)運行，但當前處于停止狀態(tài)的進程。
  • SIGTTIN。當一個后臺進程組進程試圖讀其控制終端時，終端驅(qū)動程序產(chǎn)生此信號。下列情況例外：1. 讀進程忽略或阻塞此信號；2. 讀進程所屬的進程組是孤兒進程組，此時讀操作返回出錯，errno設(shè)置為EIO
  • SIGTTOU。當一個后臺進程組進程試圖寫其控制終端時，終端驅(qū)動程序產(chǎn)生此信號。
  • SIGURG。通知進程已經(jīng)發(fā)生一個緊急情況。如帶外數(shù)據(jù)到達。
  • SIGUSR1、SIGUSR2。用戶定義的信號，可用于應(yīng)用程序。

#include <signal.h>
void (*signal(int signo, void (*func)(int)))(int);
 Returns: PRevious disposition of signal (see following) if OK, SIG_ERR on error

• signal函數(shù)由ISO C定義。不涉及多進程、進程組以及終端I/O等，所以它對信號的定義非常含糊，以致于對Unix系統(tǒng)而言幾乎毫無用處。
• 因為signal的語義與實現(xiàn)有關(guān)，所以最好使用sigaction函數(shù)代替signal函數(shù)。
• 本書中的所有實例均使用圖10-18中給出的signal函數(shù)，該函數(shù)使用sigaction函數(shù)是一個平臺無關(guān)、語義一致的實現(xiàn)。
• signo參數(shù)是上面的信號名。func參數(shù)可以是常量SIG_IGN、SIG_DFL或接收到該信號后要調(diào)用的函數(shù)的地址，即信號處理程序的地址。signal函數(shù)的返回值是指向在此之前的信號處理程序的指針。

typedef void Sigfunc(int);
Sigfunc* signal(int, Sigfunc*);
#define SIG_ERR (void (*)())-1
#define SIG_DFL (void (*)())0
#define SIG_IGN (void (*)())1

• exec，程序啟動

  當exec執(zhí)行一個程序時，所有信號都被設(shè)置為它們的默認動作，除非調(diào)用exec的進程忽略該信號（則繼續(xù)保持忽略）。也就是說，exec函數(shù)將原先設(shè)置為要捕獲的信號都更改為默認動作，其他保持不變。因為當exec一個新程序時，信號處理程序的地址很可能在新程序中已無意義。

• fork，進程創(chuàng)建

  當一個進程調(diào)用fork時，其子進程繼承父進程的信號處理方式。因為信號處理程序的地址在子進程中是有意義的。

• 早期的Unix版本中，信號是不可靠的。不可靠指的是，信號可能會丟失：一個信號發(fā)生了，當進程卻可能一直不知道。同時，進程對信號的控制能力很差，它能捕獲或忽略它，但不能阻塞。
• 早期版本的另一個問題是：在進程每次接到信號對其進行處理時，隨即將該信號動作重置為默認值。故需要再次建立對該信號的捕獲，但在此期間有一個時間窗口。
• 早期版本的另一個問題是：在進程不希望某種信號發(fā)生時，它不能關(guān)閉該信號，只能忽略它。

• 早期Unix系統(tǒng)的一個特性是：如果進程在執(zhí)行一個低速系統(tǒng)調(diào)用而阻塞期間捕捉到一個信號，則該系統(tǒng)調(diào)用就被中斷不再繼續(xù)運行。該系統(tǒng)調(diào)用返回出錯，其errno設(shè)置為EINTR。
• 為了支持這種特性，將系統(tǒng)調(diào)用分為兩類：低速系統(tǒng)調(diào)用和其他系統(tǒng)調(diào)用。
• 低速系統(tǒng)調(diào)用是可能會使進程永遠阻塞的一類系統(tǒng)調(diào)用。
• 與被中斷的系統(tǒng)調(diào)用相關(guān)的問題是必須顯式地處理出錯返回。典型的代碼序列如下：

again:
 if ((n = read(fd, buf, BUFFSIZE)) < 0) {
 if (errno == EINTR)
 goto again; /* just an interrupted system call */
 /* handle other errors */
}

• 4.2 BSD引進了某些被中斷系統(tǒng)調(diào)用的自動重啟動，包括ioctl、read、readv、write、writev、wait、waitpid。但是這種自動重啟動的處理方式也會帶來問題，某些應(yīng)用程序并不希望這些函數(shù)被中斷后重啟動。為此，4.3 BSD運行進程基于每個信號禁用此功能。
• POSIX.1要求只有中斷信號的SA_RESTART標志有效時，實現(xiàn)才重啟動系統(tǒng)調(diào)用。
• 歷史上，使用signal函數(shù)建立信號處理程序時，對于如何處理被中斷的系統(tǒng)調(diào)用，各種實現(xiàn)的做法各不相同。

• 進程捕捉到信號并對其進行處理時，進程正在執(zhí)行的正常指令序列就被信號處理程序臨時中斷，它首先執(zhí)行該信號處理程序中的指令。但是，在信號處理程序中，不能判斷捕捉到信號時進程執(zhí)行到何處：

  1. 如果進程正在執(zhí)行malloc，而在信號處理程序中又再次調(diào)用malloc，這時會？
  2. 如果進程正在執(zhí)行g(shù)etpwnam，這是將其結(jié)果存放在靜態(tài)存儲單元中的函數(shù)，而在信號處理程序中又再次調(diào)用getpwnam，這時會？

• SUS說明了在信號處理程序中保證調(diào)用安全的函數(shù)。這些函數(shù)是可重入的，并被稱為異步信號安全的。
• 沒有列入上圖的大多數(shù)函數(shù)是不可重入的，因為：

  1. 它們使用靜態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
  2. 它們調(diào)用malloc或free
  3. 它們是標準的I/O函數(shù)。標準I/O庫的很多實現(xiàn)都以不可重入方式使用全局數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

• 應(yīng)當了解，即使信號處理程序調(diào)用的是上圖中的函數(shù)，但是由于每個線程只有一個errno變量，所以信號處理程序可能會修改其原先值。故作為一個通用的規(guī)則，先保存，后恢復。

• 首先，當造成信號的事件發(fā)生時，向進程發(fā)送一個信號。
• 當對信號采取了某種動作時，我們說向進程遞送了一個信號。在信號產(chǎn)生和遞送之間的時間間隔內(nèi)，稱信號是未決的。
• 進程可以選用“阻塞信號遞送”。內(nèi)核在遞送一個原來被阻塞的信號給進程時（而不是在產(chǎn)生該信號時），才決定對它的處理方式。因此，進程在信號遞送給它之前仍可改變對該信號的動作。
• 每個進程都有一個信號屏蔽字，它規(guī)定了當前要阻塞遞送到該進程的信號集。進程可以調(diào)用sigprocmask函數(shù)來檢測和更改其當前信號屏蔽字。
• 進程調(diào)用sigpending函數(shù)來判定哪些信號是設(shè)置為阻塞并處于未決狀態(tài)的。
• 如果在進程解除對某個信號的阻塞之前，該信號發(fā)生了多次，那么？如果遞送該信號多次，則稱這些信號進行了排隊。除非支持POSIX.1實時擴展，否則大多數(shù)Unix并不對信號排隊，而只遞送一次。

• kill函數(shù)將信號發(fā)送給進程或進程組
• raise函數(shù)則允許進程向自身發(fā)送信號。

#include <signal.h>
int kill(pid_t pid, int signo);
int raise(int signo);
 Both return: 0 if OK, −1 on error

• raise(signo); 等價于 kill(getpid(), signo);
• kill的pid參數(shù)有以下4種情況：

  • pid > 0，發(fā)送給進程ID為pid的進程
  • pid == 0，發(fā)送給與發(fā)送進程屬于同一進程組的所有進程
  • pid < 0，發(fā)送給其進程組ID等于pid絕對值，而且發(fā)送進程具有權(quán)限向其發(fā)送信號的所有進程
  • pid == -1，發(fā)送給發(fā)送進程具有權(quán)限向它們發(fā)送信號的所有進程

• 關(guān)于發(fā)送信號的權(quán)限

  1. 超級用戶可將信號發(fā)送給任一進程。
  2. 非超級用戶，其基本規(guī)則是發(fā)