信号集和信号屏蔽函数

信号集是一个或多个信号的集合，主要用在信号屏蔽函数中。数据类型为sigset_t。

信号屏蔽字是指一个进程中当前阻塞而不能送给该进程的信号集。

与信号集设置相关的函数有下面几个：

#include <signal.h>

int sigemptyset(sigset_t *set);

功能：set为信号集，将信号集清空，对应将所有信号屏蔽字置0；

int sigfillset(sigset_t *set);

功能：将所有信号加入到信号集中，对应将所有信号屏蔽字置1；

int sigaddset(sigset_t *set, int signo);

功能：将某个信号加入到信号集中，对应将信号屏蔽字某位置1；

int delset(sigset *set, int signo);

功能：将某个信号从信号集中删除，对应将信号屏蔽字某位置0；

上述函数返回：成功返回0，出错返回-1；

int sigismember(const sigset_t *set, int signo);

功能：测试信号集中是否包含某个信号，对应判断信号屏蔽字某位是否为1；

返回值：真返回1，假返回0，出错返回-1；

注意：所有进程在使用信号集前，要对信号集调用sigemptyset或sigfillset一次。因为C编译器把未赋初值的外部和静态变量都初始化为0，而这与是否给定的信号集实现对应却并不清楚。

设置信号屏蔽字要调用下面的信号屏蔽函数。

#include <signal.h>

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

功能：利用set去覆盖内核中信号屏蔽字，oset存放原有的信号屏蔽字；

返回：成功返回0，出错返回-1；

int sigpending(sigset_t *set);

功能：获取信号未决字的内容（通过set返回当前正在阻塞的信号的信号集）；

返回值：成功返回0，出错返回-1；

参数how

• SIG_BLOCK：利用set中信号设置信号屏蔽字；
• SIG_UNBLOCK：利用set中信号不设置信号屏蔽字；
• SIG_SETMASK：利用set中信号去替换内核信号屏蔽字；

说明：1 进程可以暂时屏蔽信号，使得进程在执行过程中发生的相应信号暂时被阻塞，等待进程解除信号屏蔽后再由内核或驱动将该                信号递送给进程；

            2 信号屏蔽可屏蔽程序执行过程中的中断；

            3 若oset是非空指针，则返回进程的当前信号屏蔽字；

            4 若set为空，则进程信号屏蔽字不变，how值无意义；

            5 注意，不可以阻塞SIGKILL和SIGSTOP信号；

下面给出一个mask（信号屏蔽字）的实例。

#include <unistd.h>#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <signal.h>void out_set(sigset_t set){int i = 1;for(; i < 31; ++i){// 判断信号屏蔽字的某些位是否置1if(sigismember(&set, i)){printf("%d\n", i);}}}void sig_handler(int signo){printf("begin process the %d\n", signo);// 获得正在处理信号时内核中的信号屏蔽字内容sigset_t oset;sigemptyset(&oset);if(sigprocmask(SIG_BLOCK, NULL, &oset) < 0)perror("sigprocemask error");out_set(oset);// 输出处理信号时的信号屏蔽字printf("finish process the %d\n", signo);}int main(void){if(signal(SIGUSR1, sig_handler) == SIG_ERR)perror("signal sigusr1 error");if(signal(SIGUSR2, sig_handler) == SIG_ERR)perror("signal sigusr2 error");if(signal(SIGINT, sig_handler) == SIG_ERR)perror("signal sigint error");// 定义一个信号集sigset_t oset;//放置内核信号屏蔽字的内容printf("before signal occured mask:\n");// 清空信号集osetsigemptyset(&oset);//在信号发生前，获得信号屏蔽字的内容if(sigprocmask(SIG_BLOCK, NULL, &oset) < 0)perror("sigprocmask error");out_set(oset);//输出产生信号前的信号屏蔽字printf("process %d wait signal...\n", getpid());pause();// 进程暂停等待信号printf("after signal occured mask:\n");sigemptyset(&oset);// 信号发生后(信号处理完毕后)，获得信号屏蔽字的内容if(sigprocmask(SIG_BLOCK, NULL, &oset) < 0)perror("sigprocmask error");out_set(oset);// 输出信号产生并处理完毕后的信号屏蔽字的内容 return 0;}

程序分别输出信号产生前，处理信号时和信号处理完毕三个阶段的信号屏蔽字。

由结果可以看出，在信号产生前后，信号屏蔽字全置为了0。

下面给出一个pending（信号未决字）的实例。

#include <unistd.h>#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <signal.h>void out_set(sigset_t set){int i = 1;for(; i <= 31; ++i){if(sigismember(&set, i)){printf("%d,", i);}}printf("\n");}void sig_handler(int signo){printf("begin the signal handler\n");int i = 0;sigset_t set;//循环不断去获得同类信号for(; i < 20; ++i){sigemptyset(&set);if(sigpending(&set) < 0)perror("sigpending error");else{printf("pending signal:");out_set(set);sigemptyset(&set);}printf("i is %d\n", i);sleep(1);}printf("end the signal handler\n");}int main(void){if(signal(SIGTSTP, sig_handler) == SIG_ERR)perror("signal sigtstp error");printf("process %d wait signal...\n", getpid());pause(); // 进程暂停等待信号printf("process finished\n");return 0;}

在for循环中，我们不断的去获得SIGTSTP信号，当同时有两个及以上的SIGTSTP信号产生时，相应的信号未决字才被置为1。同时，如果产生多个SIGTSTP信号（2个以上），则只被处理两次，其他的被屏蔽掉。

利用信号屏蔽技术可以防止函数执行过程中被信号中断，下面给出一个实例来说明。

#include <signal.h>#include <stdio.h>#include <stdlib.h>int g_v[10];//全局变量int *h_v;//堆中的数据void set(int val){int a_v[10];// 局部变量int i = 0;//注意到这里的i是局部变量for(; i < 10; ++i){a_v[i] = val;g_v[i] = val;h_v[i] = val;sleep(1);//给一个发送信号的时间}printf("g_v:");for(i = 0; i < 10; ++i){if(i != 0)printf(",%d", g_v[i]);elseprintf("%d", g_v[i]);}printf("\n");printf("h_v:");for(i = 0; i < 10; ++i){if(i != 0)printf(",%d", h_v[i]);elseprintf("%d", h_v[i]);}printf("\n");printf("a_v:");for(i = 0; i < 10; ++i){if(i != 0)printf(",%d", a_v[i]);elseprintf("%d", a_v[i]);}printf("\n");}void sig_handler(int signo){if(signo == SIGTSTP){printf("SIGTSTP occured\n");set(20);// 在信号处理函数中又调用setprintf("end SIGTSTP\n"); }}int main(void){if(signal(SIGTSTP, sig_handler) == SIG_ERR)perror("signal sigtstp error");h_v = (int*)calloc(10, sizeof(int));printf("begin running main\n");//屏蔽信号(1~31)sigset_t sigset;sigemptyset(&sigset);sigfillset(&sigset);// 要屏蔽所有的信号//这里我们不需要获得原内核中的信号屏蔽字，第三个参数设为NULL        if(sigprocmask(SIG_SETMASK, &sigset, NULL) < 0)perror("sigprocmask error"); set(10);//解除信号屏蔽if(sigprocmask(SIG_UNBLOCK, &sigset, NULL) < 0)perror("sigprocmask error");printf("end running main\n");return 0;}

这里我们对“函数的可重入性”中的函数进行了改进。在执行set函数之前，先通过sigfillset函数和sigprocmask函数屏蔽了1~31号信号，这样的话，在执行set过程中如果发生了信号，则不会影响第一次的结果输出。后面我们对信号解除了屏蔽，这样的话，在第一次执行set中产生的信号仍然被捕获，再次执行set函数。运行结果如下：

在第一次赋值过程中产生了一个SIGTSTP信号。