Linux信号处理机制(二)(阻塞信号)

2017-06-06 17:02 阅读 747 次 评论 1 条

信号在内核中的表示

信号在内核中一般有三种状态:

1)信号递达(Delivery):实际执行信号的处理动作称为信号递达。

2)信号未决(Pending):信号从产生到递达之间的状态。

3)信号阻塞(Block):被阻塞的信号产生时将保持在未决状态,直到进程解除对此信号的阻塞,才执行递达的动作。

注意:阻塞与忽略是不同的,只有信号被阻塞就不会递达,而忽略是在递达之后可选的一种处理动作。信号在内核中的表示可以模拟成下图:

每个信号都有两个标志位分别表示阻塞(block)未决(pending),还有一个函数指针用来表示处理动作。信号产生时,内核在PCB中设置该信号的未决标志,直到信号递达才清除该标志。

我们对上述图的各种状态作以分析

1)SIGHUP信号未阻塞也未产生过(未决),当它递达时执行默认处理动作。

2)SIGINT信号产生了,但是正在被阻塞(block),所以暂时不能递达。虽然他的处理动作是忽略,但在没有接触阻塞之前不能忽略这个信号,因为进程仍有机会改变处理动作之后再接触阻塞。

3)SIGQUIT信号未产生过,而且一旦产生就会阻塞,它的处理动作是用户自定的函数sighandler。

常规信号在递达之前产生多次只记一次,而实时信号在递达之前产生多次可以依次放在一个队列里面。上图中,每个信号只有一个比特位的未决标志,0和1两种,不需要记录该信号出现了多少次,阻塞标志与其类似。

因此未决和阻塞标志可以使用相同的数据类型sigset_t信号集来存储,这个类型可以表示每个信号的有效与无效状态。在阻塞信号集中:代表是否被阻塞;在未决信号集中:代表信号是否处于未决状态。

信号集操作函数

返回值:前4个函数成功返回0,失败返回-1。sigismember是一个布尔函数,用于判断一个信号集的有效信号中是否包含某种信号,若包含返回1,不包含返回0,出错返回-1.

信号屏蔽字

sigprocmask函数可以读取或更改进程的信号屏蔽字(阻塞信号集)。

返回值:成功返回0,失败返回-1。

参数how:指示如何更改信号屏蔽字,有以下三个参数可供选择:

SIG_BLOCK
set包含了我们希望添加到当前信号屏蔽字的信号,相当于mask = mask | set
SIG_UNBLOCK
set包含了我们希望从当前信号屏蔽字中解除阻塞的信号,相当于mask = mask & ~set
SIG_SETMASK
设置当前信号屏蔽字为set所指向的值,相当于mask = set

参数set:表示你要指定的信号集合。

参数oldset:返回旧的阻塞信号集。

如果oldset是非空指针,则读取进程的当前信号屏蔽字通过oldset参数传出。如果set是非空指针,则更改进程的信号屏蔽字。如果oldset和set都是非空指针,则先将原来的信号屏蔽字备份到oldset里,然后在根据set和how参数更改信号屏蔽字。

如果调用sigprocmask解除了对当前若干未决信号的阻塞,则在sigprocmask返回前,至少将其中一个信号递达。

未决信号集

sigpending函数用来读取当前进程的信号未决集,通过set参数传出,即进程已经接受到信号,但是未递达的那些信号的集合。

返回值:成功返回0,出错返回-1。

sigpending读取当前进程的未决信号集,通过set参数传出,调用成功返回0,失败返回-1,我们通过例子来验证一下进程阻塞:

从上图结果可以看出,我们每隔一秒打印一遍32位信号的未决状态,由于我们阻塞了SIGINT信号,按Ctrl-C会使SIGINT信号处于未决状态。因为我们没有阻塞SIGQUIT信号,因此使用Ctrl-\也可以终止程序。

下面我们在写一个程序,当我们按下Ctrl-C的时候对2号信号置1进入未决状态,5秒之后阻塞信号集,看2号信号是否从未决状态到达递达状态。

从结果可以看出,pending表的2号信号从1变成了0,即说明2号信号已经递达。

当然,如果我想在上一个程序的基础上,只要我按下Ctrl-C,它从未决变成递达,即接触了屏蔽,再次按下Ctrl-C,在从递达变成未决,循环往复。

从实验现象可以看出,程序刚跑起来未决表全为0,当我们Ctrl-C时,未决表的2号信号为置为1,表示屏蔽了2号信号,5秒之后又从未决变成递达状态,当我们再次按下Ctrl-C时,解除了2号信号的屏蔽,又从递达变成未决。

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