信号（signal）

信号（signal）

信号是什么？信号非常常见，上课铃声，红绿灯，鸣笛等都是信号。操作系统中也有信号，为什么操作系统要设置信号，这是为了保护操作系统，防止用户进行操作时，采取了某些办法，导致系统软硬件出现异常。

那么信号如何产生

1. 键盘。在linux操作系统下，通过ctrl+c，ctrl+z等组合键可以产生信号。
2. 通过输入kill命令。linux下，通过命令行输入kill -sig pid可以向操作系统的某个pid进程发送sig号的信号。例如：kill -9 2955
   
   这里有一个test的进程在运行，发送kill -9 2955后进程被终止。
3. 软硬件发送信号。某些操作可能导致软硬件出现错误，于是会通过操作系统向用户发送信号。
4. 库函数kill（）函数。不做详细解释

本节主要讲信号的操作，不对信号的产生，收信号做详细的解释。

信号操作

信号集就是pcb中信号的字段，用位图来表示。

int sigemptyset(sigset_t *set);//初始化信号集为空
int sigfillset(sigset_t *set);//充满信号集
int sigaddset(sigset_t *set, int signo);//添加信号

int sigdelset(sigset_t *set, int signo);//解除信号
int sigismember(const sigset_t *set, int signo);//查看信号是否在信号集中存在

这些函数都是用户上的函数，真正阻塞系统信号的是sigprocmask（）；

int sigprocmask(int how, const sigset_t *set, sigset_t *oset);//how，*set设为修改的信号集，*oset，旧的信号集（未修改的）

how三种方式：

1. SIG_BLOCK，设置为阻塞方式。
2. SIG_UNBLOCK，解除阻塞信号。

3. SIG_SETMASK，设置当前信号字为set所指的值。

   sigpending

int sigpending(sigset_t *set);

sigpending读取当前进程的未决信号集,通过set参数传出。调⽤用成功则返回0,出错则返回-1。
下面为信号屏蔽与解除的示例：

#include <signal.h>
#include <stdlib.h>
void printsigset(sigset_t *nset)
{
    int i = 1;
    for(;i<32;i++)
    {
        if(sigismember(nset,i))
        {
            printf("1");
        }
        else
        {
            printf("0");
        }
    }
    printf("\n");
}
int main()
{
    sigset_t nset,oset;
    sigemptyset(&nset);
    sigemptyset(&oset);
    sigaddset(&nset,2);
    sigprocmask(SIG_SETMASK,&nset,&oset);

    while(1)
    {
        sigpending(&nset);
        printsigset(&nset);
        sleep(1);
    }
    return 0;
}

这段代码给信号集加入了2号信号，如果收到2号打印1，没有打印0.

下面编写了一个mysleep函数模拟实现sleep函数。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
void handler(int sig)
{
}
int mysleep(int timeout)
{
    struct sigaction nset,oset;

    nset.sa_flags = 0;
    nset.sa_handler = handler;
    sigemptyset(&nset.sa_mask);

    sigaction(SIGALRM,&nset,&oset);
    alarm(timeout);
    pause();
    sigaction(SIGALRM,&oset,NULL);
}
int main()
{
    while(1)
    {
        printf("hello world\n");
        mysleep(1);
    }
    return 0;
}

这段代码通过调用pause进程挂起，捕捉到信号错误返回，与alarm闹钟函数结合模拟实现。
这段代码还有很大问题，当alarm函数完成后，进程切出去执行别的进程而没有被挂起，闹钟响后，将会持续保持pause状态，而一直运行。
解决办法是：
屏蔽alarm信号，调用sigsuspend（sigset_t *set）函数实现pause与解除信号的原子性。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
void handler(int sig)
{
}
int mysleep(int timeout)
{
    struct sigaction nset,oset;
    sigset_t oldset,newset,susp;
    sigemptyset(&newset);
    sigaddset(&newset,SIGALRM);
    sigprocmask(SIG_BLOCK,&newset,&oldset);

    nset.sa_flags = 0;
    nset.sa_handler = handler;
    sigemptyset(&nset.sa_mask);

    sigaction(SIGALRM,&nset,&oset);

    alarm(timeout);
    susp = oldset;
    sigdelset(&susp,SIGALRM);

    sigsuspend(&susp);

    sigaction(SIGALRM,&oset,NULL);
    int ret = alarm(0);
    return ret;
}
int main()
{
    while(1)
    {
        printf("hello world\n");
        mysleep(1);
    }
    return 0;
}

信号屏蔽与解除与上述示例。