操作系统实验,实验6 软中断信号及处理

1、实验六 软中断信号及处理w实验目的实验目的加深对进程概念的理解，明确进程和程序的区别、进一步认识并发执行的实质了解并熟悉Linux系统中利用软中断信号实现进程通信的基本概念及方法熟悉Linux提供的有关系统调用函数/库函数，并能使用这些函数w实验准备及预习实验准备及预习阅读讲义附件7-软中断信号及处理，了解Linux系统中利用软中断信号实现进程通信的基本概念及方法熟悉Linux提供的有关系统调用函数/库函数：alarm()、kill()、signal()、sleep()、pause()Linux的低级通信wLinux的低级通信主要用来传递进程间的控制信号，主要是文件锁和软中断信号机制w软中断信

2、号的目的是通知对方发生了异步事件w信号是异步的，一个进程不必通过任何操作来等待信号的到达，事实上，进程也不知道信号到底什么时候到达w信号是在软件层次上对中断机制的一种模拟w与硬中断处理程序不一致的是收到硬中断信号后中断处理程序立即被启动，软中断处理程序必须等到接收进程运行时才启动进程可向自己发送软中断信号，以便在某些意外情况下，进程能转入规定好的处理程序。例如，大部分陷阱都是由当前进程自己向自己发送一个软中断信号而立即转入相应处理的w信号事件的发生有两个来源硬件来源，比如我们按下了键盘或者其它硬件故障软件来源，最常用发送信号的系统函数是kill, raise, alarm和setitimer以

3、及sigqueue函数，软件来源还包括一些非法运算等操作wLinux中有30个软中断信号和31个实时软中断信号常见软中断信号wSIGHUP从终端上发出的结束信号wSIGINT来自键盘的中断信号wSIGQUIT来自键盘的退出信号wSIGFPE浮点异常信号wSIGALRM时钟定时信号w忽略该信号w执行系统默认动作w捕捉信号信号处理的一般方法信号SIGKILL和SIGSTOP既不能被捕捉，也不能被忽略w为了给用户进程也提供相应的同步、互斥以及软中断通信功能，Linux系统提供了几种相应的系统调用或库函数文件锁函数lockf（fd, function, size）可用于互斥用于同步的系统调用是wait

4、()或sleep(n)，其中wait()用于父子进程之间的同步，而sleep则使得当前进程睡眠n秒后自动唤醒自己系统调用kill( pid, sig )和signal( sig, func )被用来传递和接收中断信号例：signal( SIGINT, SIG_IGN )，表示当前进程忽略键盘中断信号的影响 发送信号w常用于发送信号的系统函数是kill、raise和alarmwkill（）函数（）函数功能：传送信号给指定的进程语法格式：#include#includeint kill（pid_t pid,int sig）;函数说明：kill()可以用来送参数 sig 指定的信号给参数 pid 指

5、定的进程，参数 pid一般0（将信号传给进程识别码为 pid 的进程）返回值：执行成功则返回0；如果有错误则返回-1 #include #include #include #include #include #include int main() pid_t pid; pid=fork(); if(pid0) perror(fork() errorn); if(pid=0) /*子进程*/ printf(child process wait for signal!n); pause(); /*挂起进程直至捕捉到一个信号*/ else /*父进程*/ sleep(3); kill(pid,SIG

6、KILL);/*向子进程发送SIGKILL信号*/ printf(parent send signal to kill child!n); waitpid(pid,NULL,0); /*等待pid退出*/ printf(child process exit!n); exit(0); walarm（）（）语法格式：#include unsigned int alarm(unsigned int seconds) ;返回：0或以前设置的闹钟时间的余留秒数参数：seconds的值是秒数，经过了指定的seconds秒后会产生信号SIGALRM说明：设置一个时间值(闹钟时间)，在将来的某个时刻该时间值会

7、被超过。当所设置的时间值被超过后，产生SIGALRM信号如果不忽略或不捕捉此信号，则其默认动作是终止该进程每个进程只能有一个闹钟时间。如果在调用alarm时，以前已为该进程设置过闹钟时间，而且它还没有超时，则该闹钟时间的余留值作为本次alarm函数调用的值返回。以前登记的闹钟时间则被新值代换 #include#include#include int main（） int ret;alarm(50); sleep(30); /*使进程睡眠30秒，期间要放弃CPU*/ret=alarm(10); printf(%dn,ret); pause(); /*使调用进程挂起直至捕捉到一个信号*/ prin

8、tf(I have been waken up.n,ret); 捕捉信号w当信号发出后，可以使用signal()方法捕获信号wsignal（）函数（）函数语法格式：#include ;signal（int sig, void function() ）;功能：允许调用进程控制软中断信号的处理，以非阻塞方式定义当某信号到达时如何处理sig指明了所要处理的信号类型，可以取除了SIGKILL和SIGSTOP外的任何一种信号，例如：SIGHVP挂起SIGINT键盘按ctrl+cSIGQUIT键盘按quit键SIGFPE浮点运算溢出SIGKILL要求终止进程function描述了与信号关联的动作，可以取以

9、下三种值：SIG_DFL：缺省操作，除SIGPWR、SIGCLD外所有信号的缺省操作是进程终结SIG_IGN：忽视该信号的出现Function：该进程中的一个函数地址#include#includevoid handler() printf(hellon);int main()int i;signal(SIGALRM,handler);alarm(5);for(i=1;i7;i+)printf(sleep %d .n,i);sleep(1);#include#include#include #includevoid msg();int main（） int ret;alarm(50); sle

10、ep(30); /*使进程睡眠30秒，期间要放弃CPU*/ret=alarm(10); printf(%dn,ret); signal(SIGALRM, msg);pause(); /*使调用进程挂起直至捕捉到一个信号*/ printf(I have been waken up.n,ret); void msg() printf(“catched a alarm signal!n); 下面给出一个软中断信号使用的程序实现例：使用系统调用fork()创建两个子进程，再使用系统调用signal()让父进程捕捉键盘上来的中断信号（即按下Ctrl-C键）；捕捉到中断信号后父进程用系统调用kill()向

11、两个子进程发出终止信号，子进程捕捉到终止信号后输出“child process n is killed by parent!”并终止。父进程等待两个子进程终止后，输出如下信息后结束运行：“parent process is killed!”。 #include #include #include void waiting() while(wait_mark!=0); void stop() wait_mark=0; void keep_alive() int main()int p1,p2;while(p1=fork()=-1);if(p10)while(p2=fork()=-1);if(p20) printf(“parentn”); wait_mark=1; signal(SIGINT, stop); /*接收Ctrl-C*/ waiting(); kill(p1, SIGINT); kill(p2, SIGINT); wait(0); wait(0); printf(“parent process is killed!n”); exit(0); elsepr