《深入理解计算机系统》读书笔记6--- 信号

1.信号

①定义：信号是一种软件形式的异常。

一个信号就是一条小消息，他通知进程系统中发生了一个某种类型的事件。

②本质：每种信号类型都对应于某种系统事件。

③作用：硬件异常是由内核异常处理程序处理的，正常情况下对于用户是不可见的。

信号，作为一种软件异常，提供了一种机制，通知用户进程发生了这些异常，并可以编码对其进行处理。

2.信号的发送

原因：（1）内核检测到一个系统事件，比如被零除错误，或者子进程终止。

（2）一个进程调用了kill函数，显示地要求内核发送一个信号给目的进程。一个进城可以发送信号给自己。

注意：调用kill函数是说的kill系统调用，包含kill系统调用本身，以及间接调用kill的编程语言中的函数，以及间接调用kill的shell命令。

具体方法：

①/bin/kill  ，使用完整路径是因为linux shell有内置的kill命令

②从键盘发送信号

比如ctrl-c表示SIGINT，ctrl-z表示SIGTSTP，注意这些信号会发送给当前shell的前台进程组的每一个进程。

③用kill函数发送信号

就是在程序中发送，kill（pid， 信号编号）或者会调用kill的函数比如unsigned int alarm（unsigend int secs）

3.单个信号的处理

（1）默认行为。

默认行为包括三种：

①终止

②停止知道遇到信号SIGCONT

③忽略

（2）捕获并处理

就是说信号对应事件发生时，采用一个用户定义的函数来处理。

捕获就是调用信号处理程序，处理就是执行信号处理程序。

这个程序就是signal（）

声明如下

#include <signal.h>

typedef void (*sighandler_t)(int);

sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);

其中参数handler可能的取值是SIG_IGN,SIG_DFL,handler（这里是用户自定义函数的函数名）

分别表示忽略该信号，使用信号默认行为，调用用户自定义的函数handler()来进行处理。

注意：SIGSTOP和SIGKILL这两个函数的默认行为是不能被修改的，也就是说用户不能定义对于这两个信号的处理。

4.多个信号的处理

这里是说多个信号的情况。

待处理信号被阻塞

如果某一信号正在处理，其他信号到达，只要优先级没有当前处理信号的高，

那么来到的信号就会被放在等待队列中阻塞起来，等待当前信号处理程序处理完毕，再按优先级执行。

注意：同一种信号只能有一个处于等待。如果有多余的信号到达，此时新到的会被丢弃。

比如，正在运行信号A的处理程序，这个时候又有一个信号A到达，那么这个信号A被阻塞并等待，然后一个信号B到达，信号B被阻塞等待。

再然后又来一个信号A，这个信号A被丢弃。再来一个信号B也会被丢弃。

5.setjmp()+longjmp()VSgotoVS信号处理

简单地说，这几个都是跳转函数。

goto是局部跳转，也就是在一个函数内跳转。先要指定一个地方作为标识符。然后程序运行到goto处就能跳转到标识的地方。

longjmp（）如其名字一样，可以实现任意位置跳转，究其原因是因为它会先用setjmp（）保存环境，所以到时候跳转就能跳到很远的地方。

而goto没有保存环境，所以只能在当前环境，也就是本函数内跳转。

而信号处理，实现的跳转在handler执行完成之后必须返回到中断发生的地方。

而setjump（）+longjmp（）还有一个信号的版本，只是多了一个保存信号环境的选项。

这些都可以在linux上用man找到参数，返回值，用法信息。这里我简要说一下，更具体的信息可以用man。

函数声明：

#include <setjmp.h>

int setjmp(jmp_buf env);

void longjmp(jmp_buf env, int retval);

由声明可知，

（1）setjmp的参数env，是一个结构体。是用来存放调用setjmp处的环境信息的。

值得注意的是setjmp会返回很多次。

最开始一次是保存环境时，成功调用保存环境信息，返回0.

其后再调用longjmp跳转到setjmp处时，setjmp函数可以返回retval的值，这个值可以是非0的任何int值。

这样函数后面就能通过判断这个返回值，进行相应地处理了。

（2）longjmp，有两个参数。没有返回值。

env参数，是将要跳转到的地方的环境值。

retval是要传递给setjmp，并让setjmp函数返回的值。