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信号在운算中的应用

1. 信号定义

信号是一个中断软件，它用于通知进程某种事件发生。在典型的 Embedded Unix 系统中，信号有两种形式：可靠和非可靠。

信号分类

• 非可靠信号 (1~31, 33~63): 不保证按时发送，默认处理方式（SIG_DFL）。
• 可靠信号 (34~64): 定时发送，拥有进程 ID，允许发送进程等待确认。

2. 信号的产生方式

信号可以通过 硬件 或 软件 生成，并影响目标进程。

硬件产生的信号

• Ctrl+C: 2号信号（SIGINT），默认终止前台进程。
• Ctrl+Z: 20号信号（SIGTSTP），暂停前台进程。
• Ctrl+|: 3号信号（SIGQUIT），退出当前程序。

软件产生的信号

• kill命令: 可以发送任意信号，例如 kill -9 PID。
• abort函数: 生成 6号信号（SIGABRT），常用于抛出错误。
• 越界或解引用: 生成 11号信号（SIGSEGV）。

3. 信号注册

信号注册是将信号映射到特定处理函数的过程。Linux 使用 sigarrays 来处理信号。

sigarray 操作流程

• 非可靠信号:

• 将对应位图位置设置为 1。
• 创建 sigqueue 节点，添加至 sigqueue 队列。
• 若队列已有节点，忽略重复操作。

• 可靠信号:

• 设置 sigarray 中对应位图为 1。
• 创建 sigqueue 节点，强制添加至 sigqueue 队列（重复也会拉取）。

4. 信号注销

信号注销仅适用于非可靠信号，因为可靠信号无法回滞。

非可靠信号注销

5. 信号处理

信号处理可以是默认或者自定义处理。

自定义处理方式

• 使用 signal 函数定义处理函数：

  typedef void (*sighandler_t)(int);int signal(int signum, sighandler_t handler);

  例如：

  signal(2, sigback); // 处理 2号信号

6. sigaction 函数

sigaction 函数允许更复杂的处理逻辑。

sigaction 结构

struct sigaction {    void (*sa_handler)(int);    // 处理函数指针    void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void*); // 复杂处理    sigset_t sa_mask;        // collector mask    int sa_flags;            // SA_* 标记    void (*sa_restorer)(void); // 恢复函数};

使用示例

void sigback(int signo) { printf("signo: %d\n", signo); }int main() {    struct sigaction act;    act.sa_flags = SA_SIGINFO; // 设置处理方式为 sigaction 函数    act.sa_handler = sigback;    sigaction(2, &act, NULL);    while (1) {        printf("linux so easy!\n");        sleep(1);    }    return 0;}

7. 信号捕捉流程

信号捕捉发生在：

具体步骤

8. 信号阻塞

信号阻塞允许进程暂时不响应特定信号。

使用方法

#include 
   
    #include 
    
     int main() {    sigset_t mask;    sigset_t old_mask;    sigempty(mask); // 初始化阻塞位图    sigprocmask(SIG_BLOCK, &mask, &old_mask);    // 之后可以根据需求调用 sig_unblock 或 sig_setmask    sleep(1);    return 0;}
    
   

通过以上方法，可以更好地管理和处理信号，在嵌入式开发中实现高效 middlewares。

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