信號是傳送給進程的一種事件通知，生成信號的事件有三大類：

1.       程序錯誤：除零，非法內存訪問…

2.       外部信號：終端Ctrl-C產生SGINT信號，定時器到期產生SIGALRM…

3.       顯示請求：kill函數允許進程發送任何信號給其他進程或進程組。

信號生成既可以是同步的（信號與程序中的某個具體操作相關并在那個操作同時產生），也可以是異步的。通常程序錯誤生成信號為同步的，進程顯式請求給自己的信號也是同步的。

外部事件總是異步的，來自其他進程的顯示請求也是異步的。

信號發生時，我們可以告訴unix內核采取下面三種動作中的任一種：

1.       忽略信號：大部分信號可被忽略，除SIGSTOP和SIGKILL信號外（這是超級用戶殺掉或停掉任意進程的手段）。

2.       捕獲信號：注冊信號處理函數，它對產生的特定信號做處理。

3.       讓信號默認動作起作用：unix內核定義的默認動作，有5種情況：

a)         流產abort：終止進程并產生core文件。

b)        終止stop：終止進程但不生成core文件。

c)         忽略：忽略信號。

d)        掛起suspend：掛起進程。

e)         繼續continue：若進程是掛起的，則resume進程，否則忽略此信號。

任意時刻，進程可以為信號指定動作。

信號處理涉及兩個過程，生成與交付。

信號生成出現在事件發生時，此時內核檢查接收進程的相關數據結構，此結構中記錄了信號的布局，懸掛信號集和處理動作。如果信號是要被忽略的，內核不做任何動作就返回。否則，將此信號加入懸掛信號集合中。（懸掛信號集合通常用位串表示，每位對應一個信號，內核無法記錄同一信號的多個實例）。

       如果進程處于可中斷的睡眠狀態，并且該信號非阻塞，內核喚醒進程。被喚醒進程一旦運行則在返回用戶態前優先處理懸掛信號，當有懸掛信號并且非阻塞時，內核查看是否有處理句柄，如果沒有注冊句柄，則采取默認動作（通常為終止進程）。如果有句柄，則將此信號加入阻塞信號屏蔽中。

       最后內核安排進程返回到用戶態并執行信號句柄，同時保證句柄執行完時，進程從被中斷處代碼執行。

       由異步事件產生的信號可能在任一條指令后發生，當信號句柄完成時，進程從中斷之處起執行。如果信號是在進程處于系統調用期間到達的，內核通常abort此系統調用并返回錯誤碼EINTR。

       進程可以有選擇的阻塞信號交付，當一個被阻塞的信號生成時，如果進程指定的動作為默認或者捕獲，則此信號一直懸掛于該進程直到對此信號的阻塞放開，或者信號動作改為忽略。 系統對阻塞信號的判定是在信號交付時而非生成時，這樣可以允許進程在信號被交付前改變信號動作。

       每個進程有一個阻塞信號屏蔽，它定義當前被阻塞交付的那些信號。可認為它是一個位串，每位對應一個信號。如果某信號對應的位被設置，則該信號當前阻塞，進程可調用

sigprocmask函數來檢查或設置屏蔽。

 

程序錯誤類信號：默認動作使進程流產，產生core文件。

SIGABRT：   調用abort函數生成的信號。

SIGFPE：      浮點計算錯誤。

SIGILL：      非法指令錯誤。

SIGBUS/SIGSEGV： 硬件錯誤-非法地址訪問。

SIGEMT：    硬件錯誤

SIGSYS:       非法系統調用。

SIGTRAP：   硬件錯誤（通常為斷點指令）。

 

程序終止類信號：默認動作使進程終止，我們通常要處理這類信號，做一些清理工作，句柄函數應在結束時為此信號指定默認動作，然后再次生成該信號，使得程序終止。

SIGHUP：終端斷開連接時，生成此信號給控制進程。

SIGINT：Ctrl-C或Delete按下時，由終端驅動生成，并發送給前臺進程組中的所有進程。

SIGKILL：使程序立即終止，不能被捕獲或忽略，也不能被阻塞。

SIGQUIT：Ctrl-\,如SIGINT，并且產生core。

SIGTERM：該信號使程序終止，但是可以阻塞、捕獲、忽略。

 

鬧鐘類信號：通知定時器到期，默認動作是終止程序，但通常會設置句柄。

SIGALRM：alarm/setitimer函數設置定時到期后，會產生此信號。

SIGPROF：

SIGVTALRM：

 

I/O類信號：通知進程在描述字上發生了感興趣事件，支持信號驅動IO。

SIGIO： fd準備執行輸入輸出時發送此信號。

SIGPOLL：異步I/O信號。

SIGURG：網絡收到帶外數據時可選擇生成此信號。

 

作業控制類信號：

SIGCHLD：   進程終止或停止時會向其父進程發送該信號，默認動作為忽略。

SIGCONT:     使停止的進程恢復運行。

SIGSTOP:      停止進程。

SIGTSTP/SIGTTIN/SIGTTOU:

 

操作錯誤類信號：默認動作終止程序。

SIGPIPE：    管道破裂。

SIGXCPU/SIGXFSZ：

 

signal函數：

void (* signal(int sig, void (*func)(int)))(int);

sig指明是哪一種信號。

func指明動作：SIG_DFL， SIG_IGN，或者信號句柄地址。

當信號發生時，如果func指向信號句柄，系統在將控制轉往句柄前，先將該信號動作置為DFL,或者阻塞該信號直到句柄完成。

Signal函數返回值指向前一次有效動作指針：SIG_DFL,SIG_IGN,或信號地址，這提供了恢復信號動作的機制。 如果signal調用出錯，返回SIG_ERR并設置errno。

 

進程初啟時的信號動作：

fork:繼承父進程的動作

exec:所有信號動作要么是忽略要么是默認。

 

不可靠信號：

早期版本Unix中使用signal，每當信號交付時，其動作總是由系統重置為默認動作，因此為了使信號句柄執行期間，仍能對同一信號后續做反應，需要再次調用signal。

Catch_Signal(){

       // 如果第二次信號剛好在此時發生，將導致進程終止core掉。

       signal(SIGQUIT,Catch_Signal);

}

Main(){                   

       signal(SIGQUIT, Catch_Signal);

       …

}

使用signal的另一個問題是，對于信號，進程要么忽略，要么捕獲，無法在一段時間內阻塞信號（推遲信號的交付），為了克服signal兼容性問題，現代unix均實現了POSIX定義的sigaction函數，該函數采用一個sigaction結構，除定義信號交付時要采取的動作外，還包含其他一些動作控制信息。

sigaction還允許調用進程檢測或指定與特定信號相關的動作。

int sigaction(int sig, const struct sigaction* act, struct sigaction* oact);

sig指定信號-除SIGKILL和SIGSTOP。

如果act為NULL，則不改變信號動作，只查詢當前動作。

成功返回0，失敗則不安裝新信號動作，返回-1，設置errno。

struct sigaction{

       void （*sa_handler）(int);                        // 同signal的第二參數func。          

       void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t*, void*); // 僅當flags設置SA_SIGINFO起作用。

       sigset_t sa_mask;    // 指明信號執行期間要阻塞的一組信號，除此之外導致信號句柄執

行的信號也自動阻塞，除非指定了SA_NODEFER。信號句柄正常返回時，屏蔽恢復到原先狀態。          

       int sa_flags;           //

}；

sa_flags是一個位串，可以通過或運算生成。可設置下列標志：

SA_NOCLDSTOP: 只對CHLD信號起作用，子進程暫停時不發信號給父進程。

SA_RESTART: 信號句柄返回時，自動恢復被該信號中斷的系統調用。否則該系統調用將中斷返回-1，并設置errno為EINTR。

SA_ONSTACK:

SA_RESETHAND：信號句柄入口，系統將重置信號動作為SIG_DFL.

SA_NODEFER:句柄執行期間，不自動阻塞該信號。

SA_NOCLDWAIT:只對CHLD起作用，調用進程的所有子進程在終止時不會成為Zombe。這種情況下，父進程無需要wait子進程，并且子進程終止也不向父進程發SIGCHLD信號。

如果父進程調用wait，將阻塞到所有子進程終止，并返回-1，errno設為ECHILD.

SA_SIGINFO:如果未設置此標志，則信號句柄原型為：

 void func(int signo);

如果設置此標志，則句柄原型為：

void func(int signo, singinfo_t* info, void* context);

Info- 解釋信號生成的原因。

Context-信號被交付時所中斷進程的上下文。

一旦用sigaction為特定信號建立了動作，該動作就一直保持，直到另一次調用sigaction，或者調用exec，或者因設置了SA_RESETHAND導致系統自動改變動作為默認為止。

 

除了外部中斷產生信號外，程序可以顯式的調用raise函數給他自己發送信號，或調用kill向自己或其他進程發送信號。

 

阻塞信號意味著保持該信號并推遲它的交付，可以防止程序中的關鍵代碼被信號中斷。

信號集操作：

int sigemptyset(sigset_t* set); // 清空信號集

int sigfillset(sigset_t* set);   // 包含所有信號集

sigaddset/sigdelset/sigismember;

sigprocmask用來檢測或改變調用進程的信號屏蔽。

int sigprocmask(int how, const sigset_t* set, sigset_t* oset);

How: SIGBLOCK SIG_UNBLOCK   SIG_SETMASK

如果調用sigprocmask放開某個信號而導致任何懸掛信號被解除阻塞，則函數返回前，這些信號中至少有一個被交付。

檢查懸掛信號：int sigpending(sigset_t* set);

等待信號：int pause(void);

懸掛調用進程直到有一個信號到達。僅當句柄執行并返回時，pause函數才返回：此時返回-1，并設置errno為EINTR。所有其他情況下pause不返回。

 

如果多個相同信號在信號句柄運行前發給了進程，則句柄只被運行一次。換句話說，默認情況下unix信號是非排隊的，只有當實現支持實時信號并且sa_flags設置SA_SIGINFO時，由sigqueue生成的后續信號才排隊。

 

I/O執行期間，有可能到達信號，此時有兩種情況：重新開始系統調用還是返回失敗.

早期unix特征為，進程執行慢系統調用期間捕獲信號時，該調用被中斷并設置errno為EINTR。現代unix增加了sa_flags選項SA_RESTART可對單個信號要求自動恢復被中斷的系統調用。

原則如下：如果進程阻塞于慢系統調用，并且進程捕獲信號且該信號句柄返回，系統調用可能返回EINTR。 雖然有些unix能自動恢復系統調用，但是為了兼容性，我們必須準備慢系統調用返回EINTR，當檢測到EINTR，要么重新開始系統調用，要么做其他處理。

Again：

       if (n=read(fd,buff, BUFSIZE) < 0) {

              if (errno ==EINTR)

                     goto Again;

              else

                     …}