linux信號機制之sigaction結構體淺析,signal 函數,信號捕捉(轉)

最近在學習Webbench的源碼,遇到sigaction 結構體和函數 找到一篇不錯的博客。記錄一下

原文:http://blog.csdn.net/lanmanck/article/details/4568911


信號安裝函數sigaction(int signum,const struct sigaction *act,struct sigaction *oldact)的第二個參數是一個指向sigaction結構的指針(結構體名稱與函數名一樣,千萬別弄混淆了)。在結構sigaction的實例中, 指定了對特定信號的處理,信號所傳遞的信息,信號處理函數執行過程中應屏蔽掉哪些函數等。當然,此指針也可以爲NULL,進程會以默認方式處理信號。以下 就簡單介紹一下sigaction結構以及一般的用法。

        對於內核頭文件而言,struct sigaction 結構體定義在kernel/include/asm/signal.h,此頭文件又被kernel/include/linux/signal.h包含。
        對於用戶空間的頭文件而言,struct sigaction定義在 /usr/include/bits/sigaction.h,此頭文件又被/usr/include/signal.h包含,所以應用程序中如果用到此 結構,只要#include <signal.h>即可。注意內核中的定義和應用程序中的定義是不一樣的,內核空間的sigaction結構只支持函數類型爲 __sighandler_t的信號處理函數,不能處理信號傳遞的額外信息。具體定義如下:

……
/* Type of a signal handler.   */
typedef void (*__sighandler_t)(int);

……
#ifdef __KERNEL__
struct old_sigaction {
          __sighandler_t sa_handler;
         old_sigset_t sa_mask;
         unsigned long sa_flags;
         void (*sa_restorer)(void);
};

struct sigaction {
         __sighandler_t sa_handler;
        unsigned long sa_flags;
        void (*sa_restorer)(void);
        sigset_t sa_mask;   /* mask last for extensibility */
};

struct k_sigaction {
        struct sigaction sa;
};

#else
/* Here we must cater to libcs that poke about in kernel headers.   */

struct sigaction {
          union {
                  __sighandler_t _sa_handler;
                  void (*_sa_sigaction)(int, struct siginfo *, void *);
          } _u;
          sigset_t sa_mask;
          unsigned long sa_flags;
          void (*sa_restorer)(void);
};

#define sa_handler   _u._sa_handler
#define sa_sigaction _u._sa_sigaction

#endif /* __KERNEL__ */

sa_handler的原型是一個參數爲int,返回類型爲void的函數指針。參數即爲信號值,所以信號不能傳遞除信號值之外的任何信息;

sa_sigaction的原型是一個帶三個參數,類型分別爲int,struct siginfo *,void *,返回類型爲void的函數指針。第一個參數爲信號值;第二個參數是一個指向struct siginfo結構的指針,此結構中包含信號攜帶的數據值;第三個參數沒有使用。

sa_mask指定在信號處理程序執行過程中,哪些信號應當被阻塞。默認當前信號本身被阻塞。

sa_flags包含了許多標誌位,比較重要的一個是SA_SIGINFO,當設定了該標誌位時,表示信號附帶的參數可以傳遞到信號處理函數中。即 使sa_sigaction指定信號處理函數,如果不設置SA_SIGINFO,信號處理函數同樣不能得到信號傳遞過來的數據,在信號處理函數中對這些信 息的訪問都將導致段錯誤。

sa_restorer已過時,POSIX不支持它,不應再使用。

        因此,當你的信號需要接收附加信息的時候,你必須給sa_sigaction賦信號處理函數指針,同時還要給sa_flags賦SA_SIGINFO,類似下面的代碼:
     #include <signal.h>
     ……
     void sig_handler_with_arg(int sig,siginfo_t *sig_info,void *unused){……}
    
     int main(int argc,char **argv)
     {
              struct sigaction sig_act;
              ……
              sigemptyset(&sig_act.sa_mask);
              sig_act.sa_sigaction=sig_handler_with_arg;
              sig_act.sa_flags=SA_SIGINFO;
  
               ……
     }
        如果你的應用程序只需要接收信號,而不需要接收額外信息,那你需要的設置的是sa_handler,而不是sa_sigaction,你的程序可能類似下面的代碼:
     #include <signal.h>
     ……
     void sig_handler(int sig){……}
    
     int main(int argc,char **argv)
     {
              struct sigaction sig_act;
              ……
              sigemptyset(&sig_act.sa_mask);
              sig_act.sa_handler=sig_handler;
              sig_act.sa_flags=0;
  
               ……
      }

      如果需要更詳細說明,請參閱sigaction的man手冊。

 

補充:

簡而言之就是:

//自定義退出函數
    sigact.sa_handler = mysighandler;
    sigemptyset(&sigact.sa_mask);
    sigact.sa_flags = 0;
    sigaction(SIGINT, &sigact, NULL);
    sigaction(SIGTERM, &sigact, NULL);
    sigaction(SIGQUIT, &sigact, NULL);


或者利用signal函數進行信號捕捉:

void (*signal(int signo, void (*handler)(int)))(int);


當signal到來時,程序運行某函數,函數由你自己指定。



附帶各種信號定義:

在終端使用kill -l 命令可以顯示所有的信號。
$kill -l
1) SIGHUP 2) SIGINT 3) SIGQUIT 4) SIGILL
5) SIGTRAP 6) SIGABRT 7) SIGBUS 8) SIGFPE
9) SIGKILL 10) SIGUSR1 11) SIGSEGV 12) SIGUSR2
13) SIGPIPE 14) SIGALRM 15) SIGTERM 16) SIGSTKFLT
17) SIGCHLD 18) SIGCONT 19) SIGSTOP 20) SIGTSTP
21) SIGTTIN 22) SIGTTOU 23) SIGURG 24) SIGXCPU
25) SIGXFSZ 26) SIGVTALRM 27) SIGPROF 28) SIGWINCH
29) SIGIO 30) SIGPWR 31) SIGSYS 34) SIGRTMIN
35) SIGRTMIN+1 36) SIGRTMIN+2 37) SIGRTMIN+3 38) SIGRTMIN+4
39) SIGRTMIN+5 40) SIGRTMIN+6 41) SIGRTMIN+7 42) SIGRTMIN+8
43) SIGRTMIN+9 44) SIGRTMIN+10 45) SIGRTMIN+11 46) SIGRTMIN+12
47) SIGRTMIN+13 48) SIGRTMIN+14 49) SIGRTMIN+15 50) SIGRTMAX-14
51) SIGRTMAX-13 52) SIGRTMAX-12 53) SIGRTMAX-11 54) SIGRTMAX-10
55) SIGRTMAX-9 56) SIGRTMAX-8 57) SIGRTMAX-7 58) SIGRTMAX-6
59) SIGRTMAX-5 60) SIGRTMAX-4 61) SIGRTMAX-3 62) SIGRTMAX-2
63) SIGRTMAX-1 64) SIGRTMAX

其中前面31個信號爲不可靠信號(非實時的,可能會出現信號的丟失),後面的信號爲可靠信號(實時的real_time,對信號
排隊,不會丟失)。

1) SIGHUP (掛起) 當運行進程的用戶註銷時通知該進程,使進程終止

2) SIGINT (中斷) 當用戶按下時,通知前臺進程組終止進程

3) SIGQUIT (退出) 用戶按下或時通知進程,使進程終止

4) SIGILL (非法指令) 執行了非法指令,如可執行文件本身出現錯誤、試圖執行數據段、堆棧溢出

5) SIGTRAP 由斷點指令或其它trap指令產生. 由debugger使用

6) SIGABRT (異常中止) 調用abort函數生成的信號

7) SIGBUS 非法地址, 包括內存地址對齊(alignment)出錯. eg: 訪問一個四個字長的整數, 但其地址不是4的倍數.

8) SIGFPE (算術異常) 發生致命算術運算錯誤,包括浮點運算錯誤、溢出及除數爲0.

9) SIGKILL (確認殺死) 當用戶通過kill -9命令向進程發送信號時,可靠的終止進程

10) SIGUSR1 用戶使用

11) SIGSEGV (段越界) 當進程嘗試訪問不屬於自己的內存空間導致內存錯誤時,終止進程

12) SIGUSR2 用戶使用

13) SIGPIPE 寫至無讀進程的管道, 或者Socket通信SOCT_STREAM的讀進程已經終止,而再寫入。

14) SIGALRM (超時) alarm函數使用該信號,時鐘定時器超時響應

15) SIGTERM (軟中斷) 使用不帶參數的kill命令時終止進程

17) SIGCHLD (子進程結束) 當子進程終止時通知父進程

18) SIGCONT (暫停進程繼續) 讓一個停止(stopped)的進程繼續執行. 本信號不能被阻塞.

19) SIGSTOP (停止) 作業控制信號,暫停停止(stopped)進程的執行. 本信號不能被阻塞, 處理或忽略.

20) SIGTSTP (暫停/停止) 交互式停止信號, Ctrl-Z 發出這個信號

21) SIGTTIN 當後臺作業要從用戶終端讀數據時, 終端驅動程序產生SIGTTIN信號

22) SIGTTOU 當後臺作業要往用戶終端寫數據時, 終端驅動程序產生SIGTTOU信號

23) SIGURG 有"緊急"數據或網絡上帶外數據到達socket時產生.

24) SIGXCPU 超過CPU時間資源限制. 這個限制可以由getrlimit/setrlimit來讀取/改變。

25) SIGXFSZ 當進程企圖擴大文件以至於超過文件大小資源限制。

26) SIGVTALRM 虛擬時鐘信號. 類似於SIGALRM, 但是計算的是該進程佔用的CPU時間.

27) SIGPROF (梗概時間超時) setitimer(2)函數設置的梗概統計間隔計時器(profiling interval timer)

28) SIGWINCH 窗口大小改變時發出.

29) SIGIO(異步I/O) 文件描述符準備就緒, 可以開始進行輸入/輸出操作.

30) SIGPWR 電源失效/重啓動

31) SIGSYS 非法的系統調用。

在以上列出的信號中,
程序不可捕獲、阻塞或忽略的信號有:SIGKILL,SIGSTOP
不能恢復至默認動作的信號有:SIGILL,SIGTRAP
默認會導致進程流產的信號有:SIGABRT,SIGBUS,SIGFPE,SIGILL,SIGIOT,SIGQUIT,SIGSEGV,SIGTRAP,SIGXCPU,SIGXFSZ
默認會導致進程退出的信號有:SIGALRM,SIGHUP,SIGINT,SIGKILL,SIGPIPE,SIGPOLL,SIGPROF,SIGSYS,SIGTERM,SIGUSR1,SIGUSR2,SIGVTALRM
默認會導致進程停止的信號有:SIGSTOP,SIGTSTP,SIGTTIN,SIGTTOU
默認進程忽略的信號有:SIGCHLD,SIGPWR,SIGURG,SIGWINCH

此外,SIGIO在SVR4是退出,在4.3BSD中是忽略;SIGCONT在進程掛起時是繼續,否則是忽略,不能被阻塞。


在Unix/Linux中signal函數是比較複雜的一個,其定義原型如下:
void (*signal(int signo,void (*func)(int))) (int)
這個函數中,最外層的函數體
void (* XXX )(int)表明是一個指針,指向一個函數XXX的指針,XXX所代表的函數需要一個int型的參數,返回void
signal(int signo, void(*func)(int))是signal函數的主體.
需要兩個參數int型的signo以及一個指向函數的函數.
void (*func)(int).
正是由於其複雜性,在[Plauger 1992]用typedef來對其進行簡化
typedef void Sigfuc(int);//這裏可以看成一個返回值 .
再對signal函數進行簡化就是這樣的了
Sigfunc *signal(int,Sigfuc *);
 
在signal.h頭文件中還有以下幾個定義
#define SIG_ERR (void (*)())-1
#define SIG_DFL (void (*)())0
#define SIG_IGN (void (*)())1

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