linux 进程信号(下)

Linux进程信号------捕捉、操作系统运行机制与实战

四、捕捉信号

4.1 信号捕捉的流程

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。

处理过程举例:

  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

示意图:

复制代码
用户态  ----+--------+--------+--------+----
            |        |        |        |
            |        |        |        |
内核态  ----+--------+--------+--------+----
             检查pending表

4.2 sigaction

c 复制代码
#include <signal.h>
int sigaction(int signo, const struct sigaction *act, struct sigaction *oact);
  • sigaction函数可以读取和修改与指定信号相关联的处理动作。调用成功则返回0,出错则返回-1
  • signo是指定信号的编号
  • 若act指针非空,则根据act修改该信号的处理动作
  • 若oact指针非空,则通过oact传出该信号原来的处理动作
  • act和oact指向sigaction结构体

sigaction结构体:

c 复制代码
struct sigaction {
    void (*sa_handler)(int);
    void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *);
    sigset_t sa_mask;
    int sa_flags;
    void (*sa_restorer)(void);
};
  • 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

注意:

  • 当某个信号的处理函数被调用时,内核自动将当前信号加入进程的信号屏蔽字,当信号处理函数返回时自动恢复原来的信号屏蔽字,这样就保证了在处理某个信号时,如果这种信号再次产生,那么它会被阻塞到当前处理结束为止
  • 如果在调用信号处理函数时,除了当前信号被自动屏蔽之外,还希望自动屏蔽另外一些信号,则用sa_mask字段说明这些需要额外屏蔽的信号,当信号处理函数返回时自动恢复原来的信号屏蔽字
  • sa_flags字段包含一些选项,本章的代码都把sa_flags设为0
  • sa_sigaction是实时信号的处理函数,本章不详细解释这两个字段

4.3 穿插话题------操作系统是怎么运行的

4.3.1 硬件中断
  • 中断向量表就是操作系统的一部分,启动就加载到内存中了
  • 通过外部硬件中断,操作系统就不需要对外设进行任何周期性的检测或者轮询
  • 由外部设备触发的,中断系统运行流程,叫做硬件中断
c 复制代码
// Linux内核0.11源码
void trap_init(void)
{
    int i;
    set_trap_gate(0,&divide_error);  // 设置除操作出错的中断向量值。以下雷同。
    set_trap_gate(1,&debug);
    set
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