目录

一、信号在内核中的表示

 二、sigset_t

2.1sigset_t的概念和意义

2.2信号集操作数

三、信号集操作数的使用

3.1sigprocmask

3.2sigpending

3.3sigemptyset

四、代码演示

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一、信号在内核中的表示

实际执行信号的处理动作称为信号 递达(Delivery) 。 信号从产生到递达之间的状态,称为信号 未决(Pending) 。 进程可以选择 阻塞 (Block ) 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。 信号在内核中的表示示意图

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。在上图的例子中 如上图所示： SIGHUP信号未阻塞也未产生过,当它递达时执行默认处理动作。 SIGINT信号产生过,但正在被阻塞,所以暂时不能递达。虽然它的处理动作是忽略,但在没有解除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解除阻塞。 SIGQUIT信号未产生过,一旦产生SIGQUIT信号将被阻塞,它的处理动作是用户自定义函数sighandler。 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,将如何处理?POSIX.1允许系统递送该信号一次或多次。Linux是这样实现的: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。

 二、sigset_t

2.1sigset_t的概念和意义

在Linux中，常用的信号有31个，内核中则存在一个类似于位图的方式来对该进程的block，peding进行表示，由于不存在0号信号，所以信号就从1号位置开始到31，如果该位置上为1则表示该信号当前存在，为0则表示不存在。

从上图来看,每个信号只有一个bit的未决标志,非0即1,不记录该信号产生了多少次,阻塞标志也是这样表示的。 因此,未决和阻塞标志可以用相同的数据类型sigset_t来存储,sigset_t称为信号集,这个类型可以表示每个信号的“有效”或“无效”状态,在阻塞信号集中“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”的含义是该信号是否处于未决状态。下一节将详细介绍信号集的各种操作。 阻塞信号集也叫做当前进程的信号屏蔽字(Signal Mask),这里的“屏蔽”应该理解为阻塞而不是忽略。 而为了方便统一管理，和安全性考虑，Linux中就设置了一种sigset_t的类型专门用于表示信号集。

2.2信号集操作数

sigset_t类型对于每种信号用一个bit表示“有效”或“无效”状态,至于这个类型内部如何存储这些bit则依赖于系统实现,从使用者的角度是不必关心的,使用者只能调用以下函数来操作sigset_ t变量,而不应该对它的内部数据做任何解释,比如用printf直接打印sigset_t变量是没有意义的。 而常用的系统调用接口有如下几个：

#include <signal.h>int sigemptyset(sigset_t *set);int sigfillset(sigset_t *set);int sigaddset (sigset_t *set, int signo);int sigdelset(sigset_t *set, int signo);int sigismember（const sigset_t *set, int signo); 函数sigemptyset初始化set所指向的信号集,使其中所有信号的对应bit清零,表示该信号集不包含 任何有效信号。 函数sigfillset初始化set所指向的信号集,使其中所有信号的对应bit置位,表示 该信号集的有效信号包括系统支持的所有信号。 注意,在使用sigset_ t类型的变量之前,一定要调 用sigemptyset或sigfillset做初始化,使信号集处于确定的状态。初始化sigset_t变量之后就可以在调用sigaddset和sigdelset在该信号集中添加或删除某种有效信号。

三、信号集操作数的使用

3.1sigprocmask

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）。

#include <signal.h>int sigprocmask(int how, const sigset_t *set, sigset_t *oset); 返回值:若成功则为0,若出错则为-1 如果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。如果set是非空指针,则 更改进程的信号屏蔽字,参数how指示如何更改。如果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。假设当前的信号屏蔽字为mask,下表说明了how参数的可选值。

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。

3.2sigpending

#include <signal.h>sigset_t pendig;int n=sigpending(&pending);读取当前进程的未决信号集,通过set参数传出。调用成功则返回0则n=0,出错则返回-1则n=-1。

3.3sigemptyset

清空sigset_t类型内部的数据。

sigset_t pending;sigemptyset(&pending);考虑到各个平台的不同，这种方式可以很好解决在栈上生成随机值的情况

四、代码演示

#include <iostream>#include <signal.h>#include <unistd.h>#include <cassert>#include <sys/wait.h>void PrintSig(sigset_t &pending){ std::cout << "Pending bitmap: "; for (int signo = 31; signo > 0; signo--) { if (sigismember(&pending, signo))//判断该信号是否在信号集中 { std::cout << "1"; } else { std::cout << "0"; } } std::cout << std::endl;}void handler(int signo){ sigset_t pending; sigemptyset(&pending); int n = sigpending(&pending); // 正在处理2号信号 assert(n == 0); // 3. 打印pending位图中的收到的信号 std::cout << "递达中...: "; PrintSig(pending); // 0: 递达之前，pending 2号已经被清0. 1: pending 2号被清0一定是递达之后 std::cout << signo << " 号信号被递达处理..." << std::endl;}int main(){ // 对2号信号进行自定义捕捉 --- 不让进程因为2号信号而终止 signal(2, handler); // 1. 屏蔽2号信号 sigset_t block, oblock; sigemptyset(&block); sigemptyset(&oblock); sigaddset(&block, 2); // SIGINT --- 根本就没有设置进当前进程的PCB block位图中 // 0. for test: 如果我屏蔽了所有信号呢？？？ // for(int signo = 1; signo <= 31; signo++) // 9， 19号信号无法被屏蔽， 18号信号会被做特殊处理 // sigaddset(&block, signo); // SIGINT --- 根本就没有设置进当前进程的PCB block位图中 // 1.1 开始屏蔽2号信号，其实就是设置进入内核中 int n = sigprocmask(SIG_SETMASK, &block, &oblock); assert(n == 0); // (void)n; // 骗过编译器，不要告警，因为我们后面用了n，不光光是定义 std::cout << "block 2 signal success" << std::endl; std::cout << "pid: " << getpid() << std::endl; int cnt = 0; while (true) { // 2. 获取进程的pending位图 sigset_t pending; sigemptyset(&pending); n = sigpending(&pending); assert(n == 0); // 3. 打印pending位图中的收到的信号 PrintSig(pending); cnt++; // 4. 解除对2号信号的屏蔽 if (cnt == 20) { std::cout << "解除对2号信号的屏蔽" << std::endl; n = sigprocmask(SIG_UNBLOCK, &block, &oblock); // 2号信号会被立即递达, 默认处理是终止进程 assert(n == 0); } // 我还想看到pending 2号信号 1->0 : 递达二号信号！ sleep(1); } return 0;}

通过以上代码所演示的现象我们也可以验证两个结论：

1、递达信号的时候一定会把对应的pending位图清0。

2、先清0，再递达。