信号处理器会中断主程序的执行,直到信号处理器函数返回时,主程序从中断处继续执行  图片来源于Linux/Unix系统编程手册 ### 同类信号阻塞 &emsp;&emsp;在执行某信号的处理器函数会阻塞同类信号(即处理器函数在执行过程,如果再次产生同类型信号,会将信号标记为等待状态,当处理器函数返回时再进行传递; 若有有多个,则只会传递一次) ### 安全性问题 &emsp;&emsp;信号处理器会中断主程序运行,然后变成两条独立的线程(信号处理器和主程序),两条线程对全局变量的修改会相互影响对方,这就是所谓的不安全;(问题是既 然中断了主程序执行,那么两个线程应该是不会同时调用某个函数或修改某个全局变量啊???原来是执行到一半的时候被中断了，额...，还是不懂...) 如何规避? - 确保信号处理器函数使用可重入函数和异步信号安全函数 - 在主程序执行不安全函数时,阻塞信号的传递(借助于sigprocmask函数) #### 重置errno问题 由于信号器处理器会修改errno的值，从而影响到主程序的errno，解决方法在入口处保存errno,在返回时恢复errno旧值 ```c void handler(int sig) { int oldErrno = errno; // do something errno = oldErrno; } ``` ### 全局变量声明 ```c volatile sig_atomic_t flag ``` - 主程序和信号处理器函数共享全局变量,声明变量的时候使用volatile关键字 - sig_atomic_t整数数据类型,作用是保证读写操作的原子性 ### 终止信号处理器其他方法 - 使用_exit()退出进程,不要使用exit(),exit()不是安全函数,它在调用_exit()函数之前会刷新stdio的缓冲区（是不是会刷新主程序的缓冲区？？） ### 备选栈处理信号 &emsp;&emsp;一般是内存不够了,才会需要备选栈的情况,先忽略它,有需要在回头总结下 todo review ### 非本地跳转技术 &emsp;&emsp;非本地跳转即从信号处理器跳转到主程序?实在看不懂，先跳过... ```c #include <setjmp.h> sigsetjump(sigjmp_buf env, int savesigs) siglongjump(sigjmp_buf env, int val) // return 0 on initial call, nonzero on return via siglongjump() ``` - savesigs不为0,会将当前信号掩码添加到env中,之后可以通过siglongjump恢复 - 需要宏定义USE_SIGSETJMP ### SA_SIGINFO 由上一节我们知道sigaction结构有一个位掩码flags，当sigaction.flags=SA_SIGINFO时，可以传递更多的信号信息；例如信号处理器携带了额外信息,同时信号处 理器应该声明如下: ```c void handler(int sig, siginfo_t *siginfo, void *context); ``` 相对的,sigaction的结构多一个sa_sigaction字段,如下: ```c struct sigaction { union { void (*sa_hander)(int); void (*sa_sigaction)(int,siginfo_t *,void *); }, sigset_t sa_mask; // 信号掩码 int flags; // 位掩码,标识信号处理器的行为 void (*sa_restorer)(void) } ``` 要获取signal.h对siginfo_t的声明,需要将特性测试宏_POSIX_C_SOURCE的值定义为大于或等于199309,siginfo结构如下:  重点关注下面几个： - si_value包含调用sigqueue发送信号伴随的数据 - si_pid发送进程id - si_fd包含于io相关的文件描述符号 - si_code信号来源;例如通过sigqueue发送的实时信号,该字段为SI_QUEUE ### 系统调用中断和重启 &emsp;&emsp;如果有一个阻塞的系统调用,当信号来传递过来时,主程序被中断,当信号处理器完成返回时,系统调用失败,并将errno设置为EINTR;如果要继续运行主程序,可以将sigaction.flags设置SA_RESTART(所谓的重启是主程序从中断处继续执行还是整个主程序重启？) ### 信号同步产生和异步产生 - 同步信号,执行进程知道信号产生的时机,例如执行进程调用raise()向自己发送一个信号 - 异步信号,执行进程不知道信号产生的时机,例如信号是由内核或其他进程发出的 ### 信号传递时机和顺序 &emsp;&emsp;当进程解除对一组等待标准信号的阻塞的时候,与各个信号产生时机先后无关,等待信号会根据信号编号从小到大优先传递;执行流程如下:  ### 实时信号 实时信号和标准信号的区别: - 标准信号编号为1~31,而实时信号为32~63 - 同类型信号被阻塞时产生多次,当解除阻塞时,标准信号只会传递一次,而实时信号因为会排队等待,可以都被传递 - 实时信号可以通过设置SA_SIGINFO传递给信号处理器额外的信息 - 一组标准信号在解除阻塞时,传递顺序按编号升序传递;实时信号根据信号发送顺序传递 - SIGRTMAX表示实时信号最大值 - SIGRTMIN表示实时信号最小值 发送实时信号如下: ```c // Returns 0 on success , or -1 on error sigqueue(pid_t pid, int sig, const union sigval value) // union sigval union sigval { int sival_int; // 保存整数 void *sival_ptr; // 一个指针(一般用不到) } ``` 排队信号数量有限制,当sigqueue发送数量超过这个限制,调用失败并会设置errno为EAGAIN,表示需要再次发送该信号 demo: ```c #define _POSIX_C_SOURCE 199309 #include <signal.h> #include "../tlpi_hdr.h" int main(int argc, char const *argv[]) { union sigval sv; pid_t pid; int sig, num, value; if (argc < 4 || strcmp(argv[1], "--help") == 0) { usageErr("%s pid sig value [num]\n", argv[0]); } printf("%s: pid: %ld; uid: %ld\n", argv[0], (long)getpid(), (long)getuid()); pid = getLong(argv[1], GN_GT_0, "pid"); sig = getInt(argv[2], GN_GT_0, "sig"); value = getInt(argv[3], 0, "value"); num = argc > 4 ? getInt(argv[4], GN_GT_0, "num") : 1; for (int i = 0; i < num; ++i) { sv.sival_int = value + i; if (sigqueue(pid, sig, sv) == 1) { errExit("sigqueue failed \n"); } } return 0; } ``` ### 使用掩码来等待信号sigsuspend &emsp;&emsp;使用掩码阻塞信号，防止信号中止主程序某关键代码段的执行；如果中断处发送在解除信号和pasue挂起进程之间，会导致信号处理器返回的时候，主程序将 再次被挂起直到下一次信号到来（正常的情况是解除和挂起进程视为一个原子操作，挂起进程后接收到信号，触发信号处理器，处理后退出进程）； sigsuspend把解除信号阻塞和挂起进程封装成一个原子操作 ```c // returns -1 with errno set to EINTR sigsuspend(sigset_t *mask) ``` - mask代替进程的信号掩码,例如要解除某个信号，就把这个信号去掉，不要放在mask中 - 当处理器返回，sigsuspend会将进程的信号掩码恢复到调用前的值 一个简单的例子： ```c #define _GNU_SOURCE #include <signal.h> #include "../tlpi_hdr.h" void handler(int sig) { printf("sig %i %s\n", sig, strsignal(sig)); } int main(int argc, char const *argv[]) { struct sigaction sa; sigset_t blockMask, prevMask; printf("%s: pid:%ld; uid:%ld\n", argv[0], (long)getpid(), (long)getuid()); sigaddset(&blockMask, SIGINT); sigaddset(&blockMask, SIGQUIT); // 阻塞SIGINT和SIGQUIT，并且保留原来的信号掩码，用于恢复 if(sigprocmask(SIG_BLOCK, &blockMask, &prevMask) == -1) { errExit("sigprocmask failed \n"); } sigemptyset(&sa.sa_mask); sa.sa_flags = 0; sa.sa_handler = handler; if (sigaction(SIGINT, &sa, NULL) == -1) { errExit("sigaction SIGINT failed \n"); } if (sigaction(SIGQUIT, &sa, NULL) == -1) { errExit("sigaction SIGQUIT failed \n"); } // do something (不能被SIGINT和SIGQUIT信号中断的代码段，以sleep代替) sleep(10); // 解除信号阻塞并挂起进程 if (sigsuspend(&prevMask) == -1 && errno != EINTR) { errExit("sigsuspend failed"); } // 恢复信号掩码 if (sigprocmask(SIG_SETMASK, &prevMask, NULL) == -1) { errExit("sigprocmask failed \n"); } return 0; } ``` ### 同步等待信号到达 ### signalfd应用 ### 问题 - 信号处理器如何中断处于阻塞状态的系统调用,如何重启系统调用 ### 参考 - Linux系统编程手册(上册)