嵌入式Linux：信號分類

電子設(shè)計(jì)聯(lián)盟

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圖中，信號編號在1到31之間的信號被定義為不可靠信號（非實(shí)時(shí)信號）。這些信號主要繼承自早期的UNIX系統(tǒng)，使用了最初設(shè)計(jì)的簡單信號機(jī)制。在這種機(jī)制中，如果一個(gè)信號在進(jìn)程處理另一個(gè)相同信號時(shí)到達(dá)，該信號可能會被丟失，從而導(dǎo)致進(jìn)程錯(cuò)過某些事件。信號編號在34到64之間的信號被定義為可靠信號（實(shí)時(shí)信號）。與不可靠信號不同，可靠信號支持排隊(duì)處理，即使多個(gè)相同信號在處理過程中到達(dá)，它們也不會被丟失，而是按照到達(dá)順序依次處理。

6 D/ d7 S8 E- F" E+ k) j; Q$ c  |值得注意的是，可靠信號（實(shí)時(shí)信號）并沒有像不可靠信號那樣的具體名稱，而是采用了相對編號的方式來表示。這些信號使用SIGRTMIN+N或SIGRTMAX-N的形式進(jìn)行表示，其中：

SIGRTMIN是可靠信號（實(shí)時(shí)信號）的最小編號，通常為34。

SIGRTMAX是可靠信號（實(shí)時(shí)信號）的最大編號，通常為64。
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2 [* @" t: m4 X因此，SIGRTMIN+1代表編號為35的可靠信號（實(shí)時(shí)信號），SIGRTMAX-1代表編號為63的可靠信號（實(shí)時(shí)信號）。
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& ^$ D4 Z5 K+ N1 B) _' c" q不可靠信號與可靠信號
" `1 l' G( g& ?0 r1.1、不可靠信號
早期UNIX系統(tǒng)中的信號機(jī)制被稱為不可靠信號，Linux的信號機(jī)制基本上繼承自早期UNIX系統(tǒng)。所以信號機(jī)制設(shè)計(jì)相對簡單，雖然實(shí)現(xiàn)了基本的進(jìn)程間通信功能，但在實(shí)際應(yīng)用中暴露出一些顯著問題。

其主要問題包括：
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信號處理后恢復(fù)默認(rèn)行為
        在早期的UNIX中，進(jìn)程每次處理完信號后，系統(tǒng)會自動將該信號的處理方式恢復(fù)為默認(rèn)操作。
這意味著，如果用戶希望持續(xù)使用自定義的信號處理函數(shù)，就需要在信號處理函數(shù)的末尾再次調(diào)用signal()函數(shù)重新綁定處理函數(shù)。
這種機(jī)制增加了編程的復(fù)雜性，并且容易導(dǎo)致程序員在忽略這個(gè)步驟時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤。

信號可能丟失
3 r' P) {! x! C6 E        另一個(gè)更嚴(yán)重的問題是不可靠信號可能會丟失。
當(dāng)進(jìn)程正在處理一個(gè)信號時(shí)，如果相同類型的另一個(gè)信號到達(dá)，第二個(gè)信號可能會被直接丟棄，導(dǎo)致進(jìn)程錯(cuò)過了重要的事件。
這在關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用中尤其危險(xiǎn)。
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雖然Linux仍然支持不可靠信號機(jī)制，但對其進(jìn)行了改進(jìn)。Linux修復(fù)了在信號處理函數(shù)執(zhí)行后必須手動重新綁定處理函數(shù)的問題。在現(xiàn)代Linux系統(tǒng)中，一旦信號處理函數(shù)被綁定，除非顯式更改，否則它將一直保持有效。
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% R# t+ b0 w! o8 N9 D, n! x然而，信號丟失問題仍然存在。這意味著，在處理不可靠信號時(shí)，如果在信號處理期間有相同信號再次到達(dá)，該信號可能無法被捕獲。
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4 m, m1 V  t1 A* x  s1.2、可靠信號
為了克服不可靠信號的缺陷，Linux引入了可靠信號機(jī)制。可靠信號支持排隊(duì)，即使進(jìn)程在處理某個(gè)信號時(shí)有新的信號到達(dá)，這些信號也不會丟失，而是被加入隊(duì)列，待當(dāng)前信號處理完成后再依次處理。

Linux還引入了新的信號發(fā)送函數(shù)sigqueue()和信號綁定函數(shù)sigaction()，進(jìn)一步增強(qiáng)了信號處理的靈活性和可靠性。sigqueue()不僅可以發(fā)送信號，還可以附帶一個(gè)整數(shù)值或指針，傳遞額外的信息。sigaction()則允許更精細(xì)地控制信號的行為，替代了傳統(tǒng)的signal()函數(shù)。
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實(shí)時(shí)信號和非實(shí)時(shí)信號
8 ~0 b& ~* f0 y( N: w5 d: b# O+ PLinux信號的另一種分類方式是根據(jù)實(shí)時(shí)性來區(qū)分為實(shí)時(shí)信號與非實(shí)時(shí)信號。

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2.1、非實(shí)時(shí)信號
非實(shí)時(shí)信號指的是傳統(tǒng)的、不支持排隊(duì)的信號。這類信號在早期的UNIX系統(tǒng)中得以引入，信號編號一般在1到31之間。這些信號在處理時(shí)沒有嚴(yán)格的順序保證，并且如果在處理某個(gè)信號時(shí)有相同類型的新信號到達(dá)，后者可能會被忽略或丟失。因此，這類信號被稱為不可靠信號。


2.2、實(shí)時(shí)信號
實(shí)時(shí)信號是為了解決非實(shí)時(shí)信號在處理可靠性方面的不足而引入的。實(shí)時(shí)信號的一個(gè)顯著特點(diǎn)是它們支持排隊(duì)，即使在處理某個(gè)信號期間有新的相同類型的信號到達(dá)，這些信號也不會被丟棄，而是按照到達(dá)的順序依次處理。這樣，實(shí)時(shí)信號保證了多個(gè)信號都能被正確接收和處理，因此它們被稱為可靠信號。
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在實(shí)際編程中，開發(fā)者應(yīng)當(dāng)根據(jù)應(yīng)用需求選擇合適的信號類型。對于簡單的進(jìn)程間通信或用戶交互，標(biāo)準(zhǔn)的非實(shí)時(shí)信號可能已經(jīng)足夠。而對于需要保證信號處理順序且不能丟失的重要任務(wù)，使用可靠信號或?qū)崟r(shí)信號是更好的選擇。
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