嵌入式Linux：发送实时信号

1、发送进程

2、接收进程

非实时信号有一个明显的局限性：当同一个信号多次发生时，它只会被记录为一次，且不会记录发生的次数。因此，当该信号被解除阻塞后，它仅会被处理一次。这种行为使得标准信号在某些应用场景下不够灵活。

相比之下，实时信号 提供了几个关键的优势：

信号范围扩大 ：标准信号仅提供 SIGUSR1 和 SIGUSR2 供用户自定义使用，而实时信号的编号范围更大（SIGRTMIN 到 SIGRTMAX，对应编号范围 34~64），可以应用于更多自定义目的。
队列化管理：实时信号采取队列化管理，这意味着如果同一个实时信号多次发生，内核将记录每次事件并按顺序传递，而标准信号只会传递一次。
附带数据：实时信号允许携带附带数据（可以是整型数据或指针），供接收方在信号处理函数中使用，这为信号传递带来了更大的灵活性。
传递顺序保证：当多个不同的实时信号处于等待状态时，信号编号越小的信号会优先传递。如果同一个信号多次发生，传递顺序会与发送顺序保持一致。

为了使用实时信号，通常需要满足以下要求：

发送实时信号 ：发送进程需要使用 sigqueue() 系统调用发送实时信号及其伴随数据。
接收实时信号 ：接收进程需要为该信号设置信号处理函数，并在 sigaction 函数中启用 SA_SIGINFO 标志，以确保可以接收伴随数据。

sigqueue() 的函数原型如下：

cpp 复制代码

#include <signal.h>
int sigqueue(pid_t pid, int sig, const union sigval value);

参数：
- pid：接收信号的进程 ID。
- sig：需要发送的信号编号。与 kill() 类似，也可以将 sig 设置为 0 来检查进程是否存在。
- value：一个 union sigval 类型的值，表示伴随信号传递的数据，可以是整型或指针。
返回值：
- 成功返回 0；
- 失败返回 -1，并设置 errno。

union sigval 是一个共用体，定义如下：

cpp 复制代码

typedef union sigval {
    int sival_int;    // 整型数据
    void *sival_ptr;  // 指针数据
} sigval_t;

1、发送进程

使用 sigqueue() 向另一个进程发送实时信号及其伴随数据。

cpp 复制代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>

int main(int argc, char *argv[]) {
    union sigval sig_val;
    int pid, sig;
    
    // 检查参数个数
    if (argc < 3) {
        exit(-1);
    }
    
    // 获取命令行传递的参数
    pid = atoi(argv[1]);
    sig = atoi(argv[2]);
    
    printf("Sending signal %d to process %d\n", sig, pid);
    
    // 发送信号，附带整型数据
    sig_val.sival_int = 10;
    if (sigqueue(pid, sig, sig_val) == -1) {
        perror("sigqueue error");
        exit(-1);
    }
    
    puts("Signal sent successfully!");
    return 0;
}

2、接收进程

使用 sigaction() 绑定实时信号处理函数，并接收伴随数据。

cpp 复制代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>

static void sig_handler(int sig, siginfo_t *info, void *context) {
    sigval_t sig_val = info->si_value;
    
    printf("Received real-time signal: %d\n", sig);
    printf("Attached data: %d\n", sig_val.sival_int);
}

int main(int argc, char *argv[]) {
    struct sigaction sa = {0};
    int sig;
    
    // 检查参数个数
    if (argc < 2) {
        exit(-1);
    }
    
    // 获取命令行传递的信号编号
    sig = atoi(argv[1]);
    
    // 绑定信号处理函数
    sa.sa_sigaction = sig_handler;
    sa.sa_flags = SA_SIGINFO;  // 启用 SA_SIGINFO 标志，以接收附带数据
    
    if (sigaction(sig, &sa, NULL) == -1) {
        perror("sigaction error");
        exit(-1);
    }
    
    // 无限循环，等待信号
    while (1) {
        sleep(1);
    }
    
    return 0;
}

标准信号和实时信号在 Linux 信号处理机制中各有优劣。标准信号适用于大多数常见场景，但其无法记录信号的多次发生，且缺少附带数据传递的能力。而实时信号则提供了更灵活的功能，包括多次传递信号、附带数据和保证传递顺序。这些特性使得实时信号在高性能和复杂信号处理需求下尤为有用。