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：

用户程序注册了SIGQUIT信号的处理函数sighandler
当前正在执行main函数，这时发生中断或异常切换到内核态
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
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
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
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