Linux下信号--阻塞信号

这篇博客http://blog.csdn.net/l_xrui/article/details/72885978讲了信号的基本概念与产生方式。

了解以下三种概念：

信号递达(Delivery)：实际执行信号的处理动作(三种)；

信号未决(Pending)：信号从产生到递达之间的状态；

信号阻塞(Block):进程可以选择阻塞某个信号,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,阻塞和忽略是不同的,只要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。

在每个进程的task_struct中，操作系统为每个进程提供一套信号机制:

以上可知分别有三个表：阻塞(block)表，未决(pending)表，递达表

block表与pending表在task_struct中其是以相同的数据类型sigset_t来存储,sigset_t称为信号集,这个类型变量对应每一bit位可以表示对应每个信号的“有效(1)”或“无效(0)”状态,在阻塞信号集(block)中“有效”和“无效”的含义是该信号是否被阻塞,而在未决信号集中“有效”和“无效”的含义是该信是否处于未决状态;

递达表则是以数组来表示，数组下标表示哪一个信号，数组里内容为函数指针，指向对应信号的递达动作。

每个信号都有两个标志位分别表示阻塞(block)和未决(pending),还有一个函数指针表示处理动作。信号产生时,内核在进程控制块中设置该信号的未决标志,直到信号递达才清除该标志，若该信号被阻塞，信号产生时，一直处在未决状态，直至信号被取消阻塞。

如果在进程解除对某信号的阻塞之前这种信号产生过多次,Linux处理机制是:常规信号在递达之前产生多次只计一次,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记录。

由此也可描述上图：

(1).  1号信号未被阻塞也未产生，它的递达动作为忽略；

(2).  2号信号被阻塞并已产生，所以一直在未决状态，它的递达动作为自定义处理动作，当其被取消阻塞，则会在适当时间执行其递达动作；

(3).  3号信号被阻塞但未产生，其递达动作为默认，但当它产生因被阻塞也会一直在阻塞状态。

由上一篇博客可知指针非法操作进程异常退出可这样描述：

在进程运行中，非法指针地址通过页表映射时不可映射访问被MMU发现，此时操作系统发现MMU出错，则查找出错误原因发送正确信号(SIGSEGV)11号信号给进程，即改变进程pending表的11位改为有效状态(1),然后进程发现自己pending表发生改变，接收到信号，其再去查询block表11号信号是否被阻塞，没有被阻塞，则信号递达，信号pending表恢复无效(0),进程就去找到hander表保存的对应的函数地址，去执行了默认动作，最后退出。

信号集操作函数：

使用者只能调用以下函数来操作sigset_t变量：

#include <signal.h>int sigemptyset(sigset_t *set);   //初始化set所指向的信号集,使其中所有信号的对应bit清零int sigfillset(sigset_t *set);  //初始化set所指向的信号集,使其中所有信号的对应bit置有效1位int sigaddset(sigset_t *set, int signo); //向信号集set中添加使signo位信号有效int sigdelset(sigset_t *set, int signo);  //向信号集set中删除使signo位信号无效int sigismember(const sigset_t *set, int signo);  //判断信号集set的有效信号中是否包含signo信号,若包含则返回1,不包含则返回0,出错返回-1

调用函数sigprocmask可以读取或更改进程的信号屏蔽字(阻塞信号集)：

int sigprocmask(int how, const sigset_t *set, sigset_t *oset);

参数：

oset:若set是空指针，oset是非空指针,则读取进程的当前信号屏蔽字通过oset参数传出；

         若oset和set都是非空指针,则先将原来的信号屏蔽字备份到oset里,然后根据set和how参数更改信号屏蔽字；

set:若set是非空指针,则更改进程的信号屏蔽字；

how:如何修改，可选值如下：

1. SIG_BLOCK  //将set信号集中的有效信号添加到当前阻塞表中阻塞它们2. SIG_UNBLOCK  //将set信号集中的有效信号从当前阻塞表中删除对它们取消阻塞3.SIG_SETMASK  //将当前阻塞表清空只将set信号集中的有效信号添加进去阻塞它们

返回值:若成功则为0,若出错则为-1

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

函数：

int sigpending(sigset_t *set);  //sigpending读取当前进程的未决信号集,通过set参数传出

返回值：调用成功则返回0,出错则返回-1

以下用代码验证三张表以上关系：

sigblock.c:此处函数实现功能以2号信号(Ctrl-C)举例：

(1)设置信号集将2号信号加入信号集中，并调用函数sigprocmask()将其阻塞，并为2号信号设自定义信号捕捉函数（打印当前进程pid与接收到的信号sig）；

(2)设一个计数器count,进入无限循环，每隔一秒打印一次block表与pending表,并使count++；

(3)在无限循环中，当count==10时，再调用函数sigprocmask()对2号信号取消阻塞。

#include <stdio.h>#include <signal.h>#include <unistd.h>#include <sys/types.h>//信号递达动作 void myhander(int sig){printf("pid## %d receiving sig## %d\n",getpid(),sig);}// 打印pending表（信号未决） void PrintPending(sigset_t set){int i=1;for(;i<32;++i){if(sigismember(&set,i)){printf("1 ");}else{printf("0 ");}}printf("\n");}int main(){//定义信号集 sigset_t s;//初始化信号集为0 sigemptyset(&s);//将2号信号加入信号集中:ctrl c==2sigaddset(&s,2);sigset_t oldset;    //以保存block表中旧的信号屏蔽字 //sigprocmask(SIG_BLOCK,&s,&oldset);     //将S信号集中信号加入block(阻塞表)中 ：此处阻塞了2号信号 sigprocmask(SIG_SETMASK,&s,&oldset);     //将block表中阻塞信号清空只将S信号集中的信号屏蔽（设为S的值） signal(2,myhander);   //给2号信号设捕捉函数 int count=0;while(1){//获取当前阻塞(block)表，并打印 sigset_t s1;sigprocmask(0,NULL,&s1);printf("block list:");PrintPending(s1);//定义 pending表 sigset_t p;sigpending(&p);   //获取当前进程的pending表（即进程收到哪些信号并处在未决状态） printf("pend  list:");PrintPending(p);   //打印查看pending表 if(count==10){//sigprocmask(SIG_UNBLOCK,&s,&oldset);   //从block表中删除信号集S中的信号，即取消它们的阻塞 sigprocmask(SIG_SETMASK,&oldset,&s);    //此代码中以此可实现同样效果 ：以上oldset保存的为全0 }sleep(1);++count;}return 0;}

效果如下：

(1)在前10秒count<=10时，2号信号被阻塞，此时block表与pending表依次为：

0 1 0 0 0 0 0 0 0 0.........

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.........

在前10秒因为2号信号被阻塞，若这时键盘发送Ctrl-C，2号信号不会递达(不执行自定义捕捉函数)，其会先保持在未决状态，此时block表与pending表依次为：

0 1 0 0 0 0 0 0 0 0.........

0 1 0 0 0 0 0 0 0 0.........

(2)当刚过10秒，count==10,2号信号被取消阻塞，这时(1)刚才发送的2号信号递达，则执行自定义捕捉函数，并且block表与pending表(2号信号不在未决状态恢复为0)依次变为：

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.........

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.........

(3)在以后，2号信号再没被阻塞，此时在发送则执行自定义捕捉函数，并且block表与pending表保持为：

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.........

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.........