《Linux从0到99》十一 进程信号

Posted 2023-02-09 RONIN_WZ

进程信号

• 一、 信号的概念
• 二、 信号的种类
• • 1. 非可靠信号 （非实时信号）
  • 2. 可靠信号 （实时信号）
• 三、 信号的产生方式
• • 1. 硬件产生
  • 2. 软件产生
• 四、 信号的注册
• 五、 信号的注销
• 六、 信号的处理方式
• 七、 信号的捕捉流程
• • 1. 内核如何实现信号的捕捉
  • 02. sigaction
• 八、 信号的阻塞
• • 1. block位图
  • 2. sigprocmask函数
  • 3.验证可靠信号和非可靠信号

一、 信号的概念

信号是进程之间事件异步通知的一种方式，属于软中断。

二、 信号的种类

在linux下使用kill -l命令可以查看系统定义的信号列表

• 每个信号都有一个编号和一个宏定义名称,这些宏定义可以在signal.h中找到,例如其中有定 义 #define SIGINT 2
• 编号34以上的是实时信号,本章只讨论编号34以下的信号,不讨论实时信号。这些信号各自在什么条件下产生,默认的处理动作是什么,在signal(7)中都有详细说明: man 7 signal

1. 非可靠信号 （非实时信号）

[1,31]：不可靠，信号可能会丢失

2. 可靠信号 （实时信号）

[34,64]：可靠信号，信号绝对不会丢失

三、 信号的产生方式

1. 硬件产生

CRTL + c : 二号信号
CRTL + | : 三号信号 SIGQUIT
CRTL + z : 20号信号 SIGTSTP
等

2. 软件产生

kill命令产生： kill -9 命令等。
函数： abort() --> 6号信号 , alarm() --> 14号信号

四、 信号的注册

sigqueue队列：
前提：同一个信号申请俩次

非可靠信号的注册：

• 第一次将对应的比特位改为1+在sigqueue队列中添加sigqueue节点
• 第二次只会将对应的比特位改位1，不添加sigqueue节点。

可靠信号的注册：

• 第一次将对应的比特位改为1+在sigqueue队列中添加sigqueue节点
• 第二次还会再sigqueue队列中添加sigqueue节点。

五、 信号的注销

非可靠信号的注销：

• 将信号在sig位图中对应的比特位置0；并将sigqueue节点在sigqueue队列中出队。

可靠信号的注销：

• 将可靠信号对应的sigqueue节点在sigqueue队列中出队
• 判断sigqueue队列中是否还有该可靠信号对应的sigqueue节点。如果没有，将sig位图中对应的比特位置0；如果有，则不会将sig位图中对应的比特位置0

六、 信号的处理方式

1. 默认处理方式
2. 忽略处理
3. 自定义处理

七、 信号的捕捉流程

1. 内核如何实现信号的捕捉

如果信号的处理动作是用户自定义函数,在信号递达时就调用这个函数,这称为捕捉信号。由于信号处理函数的代码是在用户空间的,处理过程比较复杂,举例如下: 用户程序注册了SIGQUIT信号的处理函数sighandler。 当前正在执行main函数,这时发生中断或异常切换到内核态。 在中断处理完毕后要返回用户态的main函数之前检查到有信号SIGQUIT递达。 内核决定返回用户态后不是恢复main函数的上下文继续执行,而是执行sighandler函 数,sighandler和main函数使用不同的堆栈空间,它们之间不存在调用和被调用的关系,是 两个独立的控制流程。 sighandler函数返回后自动执行特殊的系统调用sigreturn再次进入内核态。 如果没有新的信号要递达,这次再返回用户态就是恢复main函数的上下文继续执行了。

02. sigaction

#include <signal.h>
int sigaction(int signo, const struct sigaction *act, struct sigaction *oact); 

• sigaction函数可以读取和修改与指定信号相关联的处理动作。调用成功则返回0,出错则返回- 1。signo是指定信号的编号。若act指针非空,则根据act修改该信号的处理动作。若oact指针非 空,则通过oact传出该信号原来的处理动作。act和oact指向sigaction结构体:
• 将sa_handler赋值为常数SIG_IGN传给sigaction表示忽略信号,赋值为常数SIG_DFL表示执行系统默认动作,赋值为一个函数指针表示用自定义函数捕捉信号,或者说向内核注册了一个信号处理函 数,该函数返回值为void,可以带一个int参数,通过参数可以得知当前信号的编号,这样就可以用同一个函数处理多种信号。显然,这也是一个回调函数,不是被main函数调用,而是被系统所调用。

当某个信号的处理函数被调用时,内核自动将当前信号加入进程的信号屏蔽字,当信号处理函数返回时自动恢复原来的信号屏蔽字,这样就保证了在处理某个信号时,如果这种信号再次产生,那么 它会被阻塞到当前处理结束为止。 如果在调用信号处理函数时,除了当前信号被自动屏蔽之外,还希望自动屏蔽另外一些信号,则用sa_mask字段说明这些需要额外屏蔽的信号,当信号处理函数返回时自动恢复原来的信号屏蔽字。

八、 信号的阻塞

信号的阻塞指的是当准备处理信号的时候，会判断当前信号是否为阻塞，如果该信号为阻塞，则暂时不去处理该信号。

1. block位图

2. sigprocmask函数

int sigprocmask(int how , const sigset_t *set, sigset_t *oldset)
	how : 告诉sigprocmask函数以什么方式进行工作
		SIG_BLOCK : 设置某个信号为阻塞状态
		SIG_UNBLOCK : 解除信号的阻塞状态
		SIG_SETMASK : 替换原来的block位图
			SIG_BLOCK :
				block(new) = block(old)&bolck(~set)
					block(old) : 0010 1100
								 1111 1011
					set		   : 0000 0100 (1111 1011)
			SIG_SETMASK :
				block(new) = set
		oldset : 在没有更改之前的老的block位图
		

3.验证可靠信号和非可靠信号

1. 信号的阻塞不会干扰信号的注册
2. 可靠信号在收到多次就会处理多次，而非可靠信号收到多次，只会处理一次。非可靠信号可能会导致信号的丢失。

以上就是这篇文章的所有内容啦，感谢老铁有耐心看完。有啥错误请多多指正哈！码字不易，希望大佬们点个赞