信号 signal sigaction补充

Posted 2020-09-02 笨鸟居士的博客

目前linux中的signal()是通过sigation()函数实现的。

由signal()安装的实时信号支持排队，同样不会丢失。

 

先看signal 和 sigaction 的区别：

关键是

 struct sigaction act;  

里面有三个部分，除了 signal函数会关注的 sa_handler 之外，

 

还有 sa_mask，这里面可以提供阻塞功能（类似于sigprocmask）

1. sigemptyset(&act.sa_mask);  
2. sigaddset(&act.sa_mask, SIGQUIT);  

类似于：

sigset_t blockset;     
     sigemptyset(&blockset);     
     sigaddset(&blockset,SIGINT);     
     sigaddset(&blockset,SIGTSTP);     

意思是在sigaction处理过程中，阻塞这些信号。

千万注意，开始我也理解错了，是阻塞不是屏蔽也不是忽略，在函数之后还是要处理的。

这样能够防止处理函数被打断。

 

被信号打断的函数会返回错误，errno是EINTR，如果不想手动处理，可以看下面这个sa_flags.

还有一个 sa_flags，如果 |= SA_RESTART 就能够自动重启被这个信号打断的函数。

 

sigaction调用的时候 sigaction(SIGINT, &act, 0);  

第三个参数是 struct sigaction *oact，表示获得返回的原来的sigaction

 

信号内部实现：

下面这一篇对于信号的内部实现机制，讲的不错：

http://www.cnblogs.com/blueyunchao0618/p/5953862.html

当然，我之前的文章也讲的不错。可以看看。

 

信号的本质是软件层次上对中断的一种模拟（软中断）。它是一种异步通信的处理机制，事实上，进程并不知道信号何时到来。

 

2.信号来源

(1)程序错误，如非法访问内存

(2)外部信号，如按下了CTRL+C

(3)通过kill或sigqueue向另外一个进程发送信号

 

1. 信号的生命周期

信号产生->信号注册－>信号在进程中注销->信号处理函数执行完毕

 

(2)信号注册

指的是在目标进程中注册，该目标进程中有未决信号的信息:

struct sigpending pending：
struct sigpending{
struct sigqueue *head, **tail;
sigset_t signal;
};

struct sigqueue{
struct sigqueue *next;
siginfo_t info;
}

注：也有地方写的是 *tail，未深究。

其中 sigqueue结构组成的链称之为未决信号链，sigset_t称之为未决信号集。

 

信号注册的过程就是将信号值加入到未决信号集siginfo_t中，将信号所携带的信息加入到未决信号链的某一个sigqueue中去。

对于可靠的信号，可能存在多个未决信号的sigqueue结构，对于每次信号到来都会注册。而不可靠信号只注册一次，只有一个sigqueue结构。

 

(3)信号在目标进程中注销

 在进程的执行过程中，每次从系统调用或中断返回用户空间的时候，都会检查是否有信号没有被处理。如果这些信号没有被阻塞，那么就调用相应的信号处理函数来处理这些信号。

则调用信号处理函数之前，进程会把信号在未决信号链中的sigqueue结构卸掉。是否从未决信号集中把信号删除掉，对于实时信号与非实时信号是不相同的。

非实时信号:由于非实时信号在未决信号链中只有一个sigqueue结构，因此将它删除的同时将信号从未决信号集中删除。

实时信号:由于实时信号在未决信号链中可能有多个sigqueue结构，如果只有一个，也将信号从未决信号集中删除掉。如果有多个那么不从未决信号集中删除信号，注销完毕。

 

(3)处理过程:

程序运行在用户态时->进程由于系统调用或中断进入内核->转向用户态执行信号处理函数->信号处理函数完毕后进入内核->返回用户态继续执行程序

 

注：要多几次内核态切换。原因下面有写。

 

首先程序执行在用户态，在进程陷入内核并从内核返回的前夕，会去检查有没有信号没有被处理，如果有且没有被阻塞就会调用相应的信号处理程序去处理。首先，内核在用户栈上创建一个层，该层中将返回地址设置成信号处理函数的地址，这样，从内核返回用户态时，就会执行这个信号处理函数。当信号处理函数执行完，会再次进入内核，主要是检测有没有信号没有处理，以及恢复原先程序中断执行点，恢复内核栈等工作，这样，当从内核返回后便返回到原先程序执行的地方了。

注：上面也说明了，内核态下是可以访问用户栈的。