Linux信号之信号的保存

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目录

一、阻塞信号

1.信号递达、未决、阻塞

 2.内核表示图

3.sigset_t

4.sigpending

5.sigprocmask

二、验证问题

1.问题一

2.问题二

3.问题三

一、阻塞信号

1.信号递达、未决、阻塞

  • 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。

 2.内核表示图

在内核中其实一共有两个位图结构，第二个就是我们的pending位图，也就是OS修改的位图结构，第三个则是代表的信号，是一个函数指针数组，里边存放的是所对应的函数地址

而在handler里面会先判断是否是等0还是1，0则执行默认的动作，1则直接忽略的动作，都不是才会执行我们自己写的动作！

第一个block则代表的是我们的阻塞位图，OS先把对应的信号写入pending里，然后回来查看，block里面是否阻塞，如果阻塞则不进行调用，等到不阻塞时候才回去handler里进行下一步操作！

3.sigset_t

这是一个位图结构，但是不允许用户自己进行位操作，所以OS给我们提供了对应的操作方法

用户可以直接使用该类型，和用内置类型以及自定义类型是没有任何差别的 

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。

总的来说就是用来表示block和pending的

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);

上面就是OS所提供的五个可以对位图本身修改的接口

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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
  4. sigismember：最后一个是判定一个信号时候再该信号集之中 

4.sigpending

int sigpending(sigset_t *set)

通过该函数可以获取当前调用进程的pending信号集，也就是把操作系统内核中的数据拿给用户

  • 返回值：成功为0，失败为-1

5.sigprocmask

int sigprocmask(int how,const sigset_t *set,sigset_t *oldset)

检查并更改我们的阻塞信号集

  • 参数一：设定特定的操作
  • 参数二：设定特定的位图
  • 参数三：输出型参数，返回老的信号屏蔽图（阻塞位图block），如果需要的话
  • 返回值:若成功则为0,若出错则为-1

how：

  • SIG_BLOCK:set包含了我们希望添加到当前信号屏蔽字的信号，相当于mask=mask|set
  • SIG_UNBLOCK:set包含了我们希望从当前信号屏蔽字中解除阻塞的信号，相当于mask=mask&~set
  • SIG_SETMASK:设置当前信号屏蔽字为set所指向的值，相当于mask=set

二、验证问题

1.问题一

如果我们对所有的信号都进行了自定义不做，我们是不是就写了一个不会被一场或者用户杀掉的进程？

#include <iostream>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>
using namespace std;

void catchSig(int signum)
{
    cout << "获得了一个信号：" << signum << endl;
}

int main()
{
    for (int i = 1; i <= 31; i++)
    {
        signal(i, catchSig);
    }
    while (1)
    {
        sleep(1);
    }
    return 0;
}

 虽然我们看到的好像就是这样，可其实并不是，OS设计者也考虑过，我们的9号信号（SIGKILL)是不可以被捕捉的！

2.问题二

如果我们将二号信号阻塞，并且不断地获取并打印当前进程的pending信号，如果我们突然发送一个二号信号，我们应该肉眼看到pending信号集中，有一个比特位从0变为1

static void shouPending(sigset_t &pending)
{
    for (int sig = 1; sig <= 31; sig++)
    {
        if (sigismember(&pending, sig))
        {
            cout << "1";
        }
        else
        {
            cout << "0";
        }
    }
    cout << endl;
}

int main()
{
    // 定义信号集
    sigset_t bset, obset;
    sigset_t pending;
    // 初始化
    sigemptyset(&bset);
    sigemptyset(&obset);
    sigemptyset(&pending);
    // 添加要进行屏蔽的信号
    sigaddset(&bset, 2);
    // 设置set到内核中
    int n = sigprocmask(SIG_BLOCK, &bset, &obset);
    assert(n == 0);
    cout << "2号信号以阻塞" << endl;
    (void)n;
    // 重复打印当前的pending信号集
    while (1)
    {
        // 获取当前进程的pending信号集
        sigpending(&pending);
        // 显示pending中的没有被递达的信号
        shouPending(pending);
        sleep(1);

    }
    return 0;
}

首先我们看到当前进程的pending位图都是0，这是因为虽然我们阻塞了，但是不代表这个进程收到了2号信号，当我们发完之后，确实如我们所说，有一个比特位由0变1了

 可是如果我们要解除2号信号的阻塞呢？那我们的pending信号集就应该从1变成0！

#include <iostream>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>
#include <assert.h>
using namespace std;

static void shouPending(sigset_t &pending)
{
    for (int sig = 1; sig <= 31; sig++)
    {
        if (sigismember(&pending, sig))
        {
            cout << "1";
        }
        else
        {
            cout << "0";
        }
    }
    cout << endl;
}

int main()
{
    // 定义信号集
    sigset_t bset, obset;
    sigset_t pending;
    // 初始化
    sigemptyset(&bset);
    sigemptyset(&obset);
    sigemptyset(&pending);
    // 添加要进行屏蔽的信号
    sigaddset(&bset, 2);
    // 设置set到内核中
    int n = sigprocmask(SIG_BLOCK, &bset, &obset);
    assert(n == 0);
    cout << "2号信号以阻塞" << endl;
    (void)n;
    // 重复打印当前的pending信号集
    int count = 0;
    while (1)
    {
        // 获取当前进程的pending信号集
        sigpending(&pending);
        // 显示pending中的没有被递达的信号
        shouPending(pending);
        sleep(2);
        count++;
        if (count == 10)
        {
            int n = sigprocmask(SIG_SETMASK, &obset, nullptr);
            assert(n == 0);
            (void)n;
            cout << "解除2号信号的阻塞" << endl;

        }
    }
    return 0;
}

可是我们并没有看到从1到0，这是因为进程直接终止了，在默认情况下，解除阻塞2号信号直接递达了，需要捕捉一下！

static void shouPending(sigset_t &pending)
{
    for (int sig = 1; sig <= 31; sig++)
    {
        if (sigismember(&pending, sig))
        {
            cout << "1";
        }
        else
        {
            cout << "0";
        }
    }
    cout << endl;
}

static void handler(int signum)
{
    cout<<"捕捉信号："<<signum<<endl;
}
int main()
{
    //测试捕捉
    signal(2,handler);
    // 定义信号集
    sigset_t bset, obset;
    sigset_t pending;
    // 初始化
    sigemptyset(&bset);
    sigemptyset(&obset);
    sigemptyset(&pending);
    // 添加要进行屏蔽的信号
    sigaddset(&bset, 2);
    // 设置set到内核中
    int n = sigprocmask(SIG_BLOCK, &bset, &obset);
    assert(n == 0);
    cout << "2号信号以阻塞" << endl;
    (void)n;
    // 重复打印当前的pending信号集
    int count = 0;
    while (1)
    {
        // 获取当前进程的pending信号集
        sigpending(&pending);
        // 显示pending中的没有被递达的信号
        shouPending(pending);
        sleep(2);
        count++;
        if (count == 10)
        {
            int n = sigprocmask(SIG_SETMASK, &obset, nullptr);
            assert(n == 0);
            (void)n;
            cout << "解除2号信号的阻塞" << endl;

        }
    }
    return 0;
}

这时我们就看到了当前进程的pending信号集从1变成了0！

还有一个小问题，貌似没有一个接口用来设置我们的pending位图，这是因为我们的所有发送信号的方式，都是修改pending位图的过程

3.问题三

如果我们对所有的信号都阻塞，我们是不是就写了一个不会被一场或者用户杀掉的进程？

static void shouPending(sigset_t &pending)
{
    for (int sig = 1; sig <= 31; sig++)
    {
        if (sigismember(&pending, sig))
        {
            cout << "1";
        }
        else
        {
            cout << "0";
        }
    }
    cout << endl;
}


static void blockSig(int signum)
{
    sigset_t bset;
    sigemptyset(&bset);
    sigaddset(&bset, signum);
    int n = sigprocmask(SIG_BLOCK, &bset, nullptr);
    assert(n == 0);
    (void)n;
}
int main()
{
    for(int sig=1;sig<=31;sig++)
    {
        blockSig(sig);
    }
    sigset_t pending;
    while(1)
    {
        sigpending(&pending);
        shouPending(pending);
        sleep(1);
    }
    return 0;
}

和第一个问题是一样的，9号信号同样也不可以被阻塞！

同样的还有我们的19号暂停命令和20号命令！

所以最终结论，无论是9号信号就不可被捕捉和屏蔽的

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