信号种类

信号种类

信号分为可靠信号不可靠信号,可靠信号又称为实时信号,非可靠信号又称为非实时信号。

不可靠信号

信号代码从1到32是不可靠信号,不可靠信号主要有以下问题:

(1)每次信号处理完之后,就会恢复成默认处理,这可能是调用者不希望看到的

(2)存在信号丢失的问题

现在的Linux对信号机制进行了改进,因此,不可靠信号主要是指信号丢失。

可靠信号

信号代码从SIGRTMIN到SIGRTMAX之间的信号是可靠信号。可靠信号不存在丢失,由sigqueue发送,可靠信号支持排队。


可靠信号注册机制

内核每收到一个可靠信号都会去注册这个信号,在信号的未决信号链中分配sigqueue结构,因此,不会存在信号丢失的问题。

不可靠信号的注册机制

而对于不可靠的信号,如果内核已经注册了这个信号,那么便不会再去注册,对于进程来说,便不会知道本次信号的发生。

可靠信号与不可靠信号与发送函数没有关系,取决于信号代码,前面的32种信号就是不可靠信号,而后面的32种信号就是可靠信号。


信号响应的方式

(1)采用系统默认处理SIG_DFL,执行缺省操作

(2)捕捉信号处理,即用户自定义的信号处理函数来处理

(3)忽略信号SIG_IGN ,但有两种信号不能被忽略SIGKILL,SIGSTOP


信号的生命周期与处理过程分析

1. 信号的生命周期

信号产生->信号注册->信号在进程中注销->信号处理函数执行完毕

(1)信号的产生是指触发信号的事件的发生

(2)信号注册

指的是在目标进程中注册,该目标进程中有未决信号的信息:

struct sigpending pending:

struct sigpending {

        struct sigqueue *head, **tail;

        sigset_t signal;

};

struct sigqueue {

        struct sigqueue *next;

        siginfo_t info;

}

其中 sigqueue结构组成的链称之为未决信号链,sigset_t称之为未决信号集。

*head,**tail分别指向未决信号链的头部与尾部。

siginfo_t info是信号所携带的信息。

信号注册的过程就是将信号值加入到未决信号集siginfo_t中,将信号所携带的信息加入到未决信号链的某一个sigqueue中去。

因此,对于可靠的信号,可能存在多个未决信号的sigqueue结构,对于每次信号到来都会注册。

而不可靠信号只注册一次,只有一个sigqueue结构。

只要信号在进程的未决信号集中,表明进程已经知道这些信号了,还没来得及处理,或者是这些信号被阻塞。

(3)信号在目标进程中注销

在进程的执行过程中,每次从系统调用或中断返回用户空间的时候,都会检查是否有信号没有被处理。如果这些信号没有被阻塞,那么就调用相应的信号处理函数来处理这些信号。

在调用信号处理函数之前,进程会把信号在未决信号链中的sigqueue结构卸掉。是否从未决信号集中把信号删除掉,对于实时信号与非实时信号是不相同的。

非实时信号:由于非实时信号在未决信号链中只有一个sigqueue结构,因此将它删除的同时将信号从未决信号集中删除。

实时信号:由于实时信号在未决信号链中可能有多个sigqueue结构,如果只有一个,也将信号从未决信号集中删除掉。如果有多个那么不从未决信号集中删除信号,注销完毕。

(4)信号处理函数执行完毕

执行处理函数,本次信号在进程中响应完毕。


信号处理函数的过程:

(1)注册信号处理函数

信号的处理是由内核来代理的,首先程序通过sigal或sigaction函数为每个信号注册处理函数,而内核中维护一张信号向量表,对应信号处理机制。这样,在信号在进程中注销完毕之后,会调用相应的处理函数进行处理。

(2)信号的检测与响应时机

在系统调用或中断返回用户态的前夕,内核会检查未决信号集,进行相应的信号处理。

(3)处理过程:

程序运行在用户态时->进程由于系统调用或中断进入内核->转向用户态执行信号处理函数->信号处理函数完毕后进入内核->返回用户态继续执行程序

首先程序执行在用户态,在进程陷入内核并从内核返回的前夕,会去检查有没有信号没有被处理,如果有且没有被阻塞就会调用相应的信号处理程序去处理。首先,内核在用户栈上创建一个层,该层中将返回地址设置成信号处理函数的地址,这样,从内核返回用户态时,就会执行这个信号处理函数。当信号处理函数执行完,会再次进入内核,主要是检测有没有信号没有处理,以及恢复原先程序中断执行点,恢复内核栈等工作,这样,当从内核返回后便返回到原先程序执行的地方了。

信号处理函数的过程大概是这样了。

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