操作系统 信号机制

信号的基本概念

每个信号都对应一个正整数常量(称为signal number,即信号编号。定义在系统头文件<signal.h>中)，代表同一用户的诸进程之间传送事先约定的信息的类型，用于通知某进程发生了某异常事件。每个进程在运行时，都要通过信号机制来检查是否有信号到达。若有，便中断正在执行的程序，转向与该信号相对应的处理程序，以完成对该事件的处理；处理结束后再返回到原来的断点继续执行。实质上，信号机制是对中断机制的一种模拟，故在早期的UNIX版本中又把它称为软中断。

信号与中断的相似点

1）采用了相同的异步通信方式；
2）当检测出有信号或中断请求时，都暂停正在执行的程序而转去执行相应的处理程序；
3）都在处理完毕后返回到原来的断点；
4）对信号或中断都可进行屏蔽。

信号与中断的区别

1）中断有优先级，而信号没有优先级，所有的信号都是平等的；
2）信号处理程序是在用户态下运行的，而中断处理程序是在核心态下运行；
3）中断响应是及时的，而信号响应通常都有较大的时间延迟。

信号的功能

信号机制具有以下三方面的功能：
1）发送信号。发送信号的程序用系统调用kill( )实现；
2）预置对信号的处理方式。接收信号的程序用signal( )来实现对处理方式的预置；
3）收受信号的进程按事先的规定完成对相应事件的处理。

信号的发送

信号的发送，是指由发送进程把信号送到指定进程的信号域的某一位上。如果目标进程正在一个可被中断的优先级上睡眠，核心便将它唤醒，发送进程就此结束。一个进程可能在其信号域中有多个位被置位，代表有多种类型的信号到达，但对于一类信号，进程却只能记住其中的某一个。
进程用kill( )向一个进程或一组进程发送一个信号。

对信号的处理

当一个进程要进入或退出一个低优先级睡眠状态时，或一个进程即将从核心态返回用户态时，核心都要检查该进程是否已收到软中断。当进程处于核心态时，即使收到软中断也不予理睬；只有当它返回到用户态后，才处理软中断信号。对软中断信号的处理分三种情况进行：
1）如果进程收到的软中断是一个已决定要忽略的信号（function=1），进程不做任何处理便立即返回；
2）进程收到软中断后便退出（function=0）；
3）执行用户设置的软中断处理程序。
一个信号处理的实例