學習一下信號的處理機制。

一、信號的產(chǎn)生

信號是有可能來自內(nèi)核，也有可能來自進程。當然，最根本的來源是信號產(chǎn)生函數(shù)。

其實就是通過內(nèi)核更新目標進程的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以表示一個信號已經(jīng)被發(fā)送。

其中為進程產(chǎn)生信號的函數(shù)有：

函數(shù)名

說明

send_sig()

向單一進程發(fā)送信號

send_sig_info()

與send_sig()類似，只是還使用siginfo_t結(jié)構(gòu)中的擴展信息

force_sig()

發(fā)送既不能被進程顯示忽略，也不能被進程阻塞的信號

force_sig_info()

與force_sig()類似，只是還使用siginfo_t結(jié)構(gòu)中的擴展信息

force_sig_specific()

與force_sig()類似，但是優(yōu)化了對SIGSTOP和SIGKILL信號的處理

sys_tkill()

tkill()的系統(tǒng)調(diào)用處理函數(shù)

sys_tgkill()

tgkill()的系統(tǒng)調(diào)用處理函數(shù)

為線程組產(chǎn)生信號的函數(shù)有：

函數(shù)名

說明

send_group_sig_info()

向某一個線程組發(fā)送信號，該線程組由它的一個成員進程的描述符來識別

kill_pg()

想一個進程組中的所有線程組發(fā)送信號

kill_pg_info()

與kill_pg()類似，只是還使用siginfo_t結(jié)構(gòu)中的擴展信息

kill_pg_proc()

向某一個線程組發(fā)送信號，該線程組由它的一個成員進程的pid來識別

kill_pg_proc_info()

與kill_pg_proc ()類似，只是還使用siginfo_t結(jié)構(gòu)中的擴展信息

sys_kill()

kill()的系統(tǒng)調(diào)用處理函數(shù)

sys_rt_sigqueueinfo()

rt_sigqueueinfo()的系統(tǒng)調(diào)用處理函數(shù)

二、信號的傳遞

當內(nèi)核注意到一個信號到來，并調(diào)用相關(guān)函數(shù)為接受此信號的進程準備描述符。但是萬一這個進程那一刻并不在CPU上運行，內(nèi)核就只能延遲傳遞信號的任務(wù)。因此這里就有兩個queue，分別儲存私有信號和共享信號。每當內(nèi)核處理完一個中斷或異常時，就檢查是否存在掛起信號(即檢查TIF_SIGPENDING)。如果存在掛起信號，那么內(nèi)核就會調(diào)用do_signal函數(shù)。這個函數(shù)會循環(huán)執(zhí)行，直到將兩個隊列中的所有非阻塞信號都處理完才退出。

既然直到do_signal()整個過程干了什么，那么接下來就描述一下對于每一個信號，do_signal會進行怎么樣的處理。首先，它會檢查current接收進程是否受到其他一些進程的監(jiān)控；在肯定的情況下，do_signal函數(shù)調(diào)用相關(guān)函數(shù)讓監(jiān)控進程知道current接收進程的信號處理；然后do_signal()要把處理信號的k_sigaction數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的地址賦值給局部變量ka，再根據(jù)ka內(nèi)容來執(zhí)行三種操作：忽略信號、執(zhí)行缺省操作或執(zhí)行信號處理程序。

三、信號的處理

在第二點中已經(jīng)提到了進程收到信號之后的可能三種操作。這里只描述執(zhí)行信號處理程序的過程。這個過程比較復(fù)雜。

如果信號有一個專門的處理程序，那么do_signal()函數(shù)就會通過調(diào)用handle_signal()來強迫該處理程序執(zhí)行。但是信號處理程序都是用戶態(tài)進程所定義的，并包含在用戶態(tài)的代碼段中。handle_signal()函數(shù)運行在內(nèi)核態(tài)，而信號處理程序運行在用戶態(tài)，這就意味著在當前進程恢復(fù)“正常”執(zhí)行之前，它首先必須執(zhí)行用戶態(tài)的信號處理程序。而且當內(nèi)核打算恢復(fù)進程的正常執(zhí)行時，內(nèi)核態(tài)堆棧不再包含被中斷程序的硬件上下文，因為每當從內(nèi)核態(tài)向用戶態(tài)轉(zhuǎn)換時內(nèi)核態(tài)堆棧都會被清空。而如果信號處理程序調(diào)用了系統(tǒng)調(diào)用，那么這個執(zhí)行過程的復(fù)雜程度就更高了。

Linux對此過程的解決方案是把保存在內(nèi)核態(tài)堆棧中的硬件上下文拷貝到當前進程的用戶態(tài)堆棧中。用戶態(tài)堆棧也以這樣的方式被修改，當信號處理程序終止時，自動調(diào)用sigreturn()系統(tǒng)調(diào)用把這個硬件上下文拷貝回內(nèi)核態(tài)堆棧中，并回復(fù)用戶態(tài)堆棧中原來的內(nèi)容。

該過程流程圖如下：

更多的細節(jié)不在此描述了。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的信号处理的流程linux,linux信号处理机制的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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