内核如何捕捉信号以及Linux信号处理函数sigaction

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一、内核如何实现信号的捕捉
内核如何捕捉信号以及Linux信号处理函数sigaction
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:

  1. 用户程序注册了SIGQUIT信号的处理函数sighandler。

  2. 当前正在执行main函数,这时发生中断或异常切换到内核态。

  3. 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。

  4. 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。

  5. 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。

  6. 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。

    sigaction函数:
    include <signal.h>
    int sigaction(int signum, const struct sigaction *act, struct sigaction *oldact);

    signum:要操作的信号。
    act:要设置的对信号的新处理方式,指向sigaction结构的指针。
    oldact:原来对信号的处理方式。通常设null
    返回值:0 表示成功,-1 表示有错误发生。
    进入这个函数后,该信号被自动设置屏蔽字,处理完返回之后,信号屏蔽集才复原。

    struct sigaction结构:

    structsigaction
    {
    void (sa_handler)(int);
    sigset_t sa_mask;
    int sa_flag;
    void (sa_sigaction)(int,siginfo_t,void
    );
    };

    sa_handler:一个信号处理函数‘,和signal中的handel一样;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。不赋值那么操作系统的缺省信号处理程序很可能把这个进程杀掉;

    sa_sigaction:一个替代的信号处理函数(需要设置sa_flags = SA_SIGINFO才生效这个函数,而不使用sa_handler处理信号)
    sa_flag:标志位,比较重要的一个是SA_SIGINFO,表示信号附带的参数可以传递到信号处理函数中。即使sa_sigaction指定信号处理函数,如果不设置SA_SIGINFO,信号处理函数同样不能得到信号传递过来的数据。
    sa_mask:信号集,sa_mask指定在信号处理程序执行过程中,哪些信号应当被阻塞。在进入signalaction后默认当前信号本身被阻塞。

头文件:#include <signal.h>

定义函数:int sigemptyset(sigset_t *set);

函数说明:sigemptyset()用来将参数set 信号集初始化并清空.

返回值:执行成功则返回0, 如果有错误则返回-1.

sigaddset(&set,SIGTERM);
//指定sinterm信号设为阻塞对应屏蔽位置为1)

综上:sigaction:
1. 阻塞,sigaction函数有阻塞的功能,比如SIGINT信号来了,进入信号处理函数,默认情况下,在信号处理函数未完成之前,如果又来了一个SIGINT信号,其将被阻塞,只有信号处理函数处理完毕,才会对后来的SIGINT再进行处理,同时后续无论来多少个SIGINT,仅处理一个SIGINT,sigaction会对后续SIGINT进行排队合并处理。但其他信号来了会打断当前的处理。
2. sa_mask,信号屏蔽集,可以通过函数sigemptyset/sigaddset等来清空和增加需要屏蔽的信号
3. sa_flags,一般设SA_SIGINFO,使得信号处理函数生效。