6.3  可靠信号

• 术语和原语
• 信号集及其操作
• 可靠信号系统调用
• sigsetjmp 和 siglongjmp
• 作业控制信号

6.3.1  术语和原语

• 信号产生, 即发送给进程: 当导致信号的事件发生时
• 信号递达: 当信号的动作发生时
• 进程可阻塞信号的递达

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产生被进程阻塞的信号时, 如果信号的动作是默认动作和捕获信号, 则下列情形发生
之前, 信号保持挂起:
    * 进程解开信号的阻塞
    * 改变动作为忽略
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• 系统在信号递达时才考虑如何处理阻塞信号, 而不是信号产生时
• 如果阻塞信号再次产生, 则系统可选择多次递达信号, 或只递达一次.
• 前者称为排队信号.
• 常见系统对信号不进行排队. Linux?
• 每个进程有一个定义当前阻塞信号集的信号掩码
• 信号集和 select 函数中的文件描述符集一样, 是 POSIX 引人的新数据类型, 用来定义信号集合

6.3.2  信号集及其操作

• 信号集的操作函数, sigsetops

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       #include <signal.h>

       int sigemptyset (sigset_t *set);
       int sigfillset (sigset_t *set);
       int sigaddset (sigset_t *set, int signum);
       int sigdelset (sigset_t *set, int signum);
       int sigismember (const sigset_t *set, int signum);
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上述函数的一种实现:

       #define sigemptyset (ptr)       ( *(ptr) = 0 )
       #define sigfillset (ptr)        ( *(ptr) = ~(sigset_t)0, 0 )
                      /* C 语言的逗号运算符: 返回右边的值作为表达式的返回值 */

       #include <signal.h>
       #include <errno.h>

       #define SIGBAD (signo)  ((signo) <=0 || (signo) >= NSIG)

       int sigaddset (sigset_t *set, int signo)
       {
             if (SIGBAD (signo)) {errno = EINVAL; return -1;}

             *set != 1 << (signo -1);
             return 0;
       }

       int sigdelset (sigset_t *set, int signo)
       {
             if (SIGBAD (signo)) {errno = EINVAL; return -1;}

             *set &= ~(1 << (signo -1));
             return 0;
       }

       int sigismember (sigset_t *set, int signo)
       {
             if (SIGBAD (signo)) {errno = EINVAL; return -1;}

             return ((*set & (1<< (signo - 1))) != 0);
       }
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6.3.3  可靠信号系统调用

• sigaction, sigprocmask, sigpending, sigsuspend

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       #include <signal.h>

       int sigaction (int signum,  const  struct  sigaction  *act, struct sigaction *oldact);
       int sigprocmask (int  how,  const  sigset_t *set, sigset_t *oldset);
       int sigpending (sigset_t *set);
       int sigsuspend (const sigset_t *mask);
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              struct sigaction {
                  void (*sa_handler) (int);
                  void (*sa_sigaction) (int, siginfo_t *, void *);
                  sigset_t sa_mask;
                  int sa_flags;
                  void (*sa_restorer)(void);     // 废弃的元素, 不应使用
              }
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sigaction:

    * sigaction 用于改变进程在接收到信号时的动作.
    * sigaction 可指定除 SIGKILL 和 SIGSTOP 之外的信号的动作 (act->sa_handler),
      可取 SIG_DFL, SIG_IGN 和用户定义函数.
    * sigaction 可指定在处理 signum 信号时, 应该阻塞的信号集 (act->sa_mask).
    * sigaction 可指定信号处理过程中的行为 (act->sa_flags), 下述标志 "或" 的结果:
        o SA_NOCLDSTOP: 子进程停止时不接收 SIGCHLD.
        o SA_ONESHOT 或 SA_RESETHAND: 重置信号动作为默认值.
        o SA_RESTART: 如果该信号中断慢系统调用, 则重新启动系统调用.
        o SA_NOMASK 或 SA_NODEFER: 不要避免在信号处理函数中接收同一信号.
        o SA_SIGINFO: 信号处理函数接受三个参数. 这时, 必须设置 act->sa_sigaction
          元素, 其中 siginfo_t 是内核传递到信号处理函数中的发生信号时进程的状态
          信息. 详细信息, 可参阅 sigaction(2) 手册页.
    * oldact 非空时, 可返回先前的设置.

    * 利用 SA_SIGINFO 和 siginfo_t 实现有效的存储管理.
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sigprocmask:

    * sigprocmask 用于改变进程的当前阻塞信号集.
    * how 可取 SIG_BLOCK, SIG_UNBLOCK 和 SIG_MASKSET. 前两个动作分别在当前阻塞
      信号集中添加或删除由 set 指定的信号集, SIG_MASK 用于完全设置阻塞信号集.
    * oldset 非空时, 可返回先前的设置.
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sigpending:

    * sigpending 用于检验挂起的信号.
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sigsuspend:

    * sigsuspend 用于在接收到某个信号之前, 临时用 mask 替换进程的信号掩码, 并
      暂停进程执行.
    * sigsuspend 返回后将恢复调用之前的信号掩码.
    * 该系统调用始终返回 -1, 并将 errno 设置为 EINTR.
    * 该系统调用实际是阻塞并暂停两个动作的原子操作.
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• 保护关键代码段示例

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    #include <signal.h>
    #include <stdio.h>
    #include <errno.h>
    #include <sys/types.h>
    #include <signal.h>
    #include <unistd.h>
     

    static void sig_int (int);

    void err_sys (const char* info)
    {
        perror (info);
        exit (1);
    }

    void pr_mask (const char* str)
    {
        sigset_t   sigset;
        int        errno_save;

        errno_save = errno;    /* this function may be called by signal handler */
        if (sigprocmask (0, NULL, &sigset) < 0)
            err_sys ("sigprocmask error");
        
        printf ("%s", str);

        if (sigismember (&sigset, SIGINT))  printf ("SIGINT  ");
        if (sigismember (&sigset, SIGQUIT)) printf ("SIGQUIT  ");
        if (sigismember (&sigset, SIGUSR1)) printf ("SIGUSR1  ");
        if (sigismember (&sigset, SIGALRM)) printf ("SIGALRM  ");

        printf ("\n");

        errno = errno_save;
    }
    
    int main (void)
    {
        sigset_t  newmask, oldmask, zeromask;

        if (signal (SIGINT, sig_int) == SIG_ERR)
            err_sys ("signal (SIGINT) error");
        
        sigemptyset (&zeromask);
        
        sigemptyset (&newmask);
        sigaddset (&newmask, SIGINT);

        /* block SIGINT and save current signal mask */
        if (sigprocmask (SIG_BLOCK, &newmask, &oldmask) < 0)
            err_sys ("SIG_BLOCK error");
        
        /* critical region of code */
        pr_mask ("in critical region: ");

        /* allow all signals and pause */
        if (sigsuspend (&zeromask) != -1)
            err_sys ("sigsuspend error");
        pr_mask ("after return from sigsuspend: ");

        /* reset signal mask whick unblocks SIGINT */
        if (sigprocmask (SIG_SETMASK, &oldmask, NULL) < 0)
            err_sys ("SIG_SETMASK error");

        /* and continue processing ... */

        exit (0);
    }

    static void sig_int (int signo)
    {
        pr_mask ("\nin sig_int: ");
        return;
    }
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    * 在 Linux 下, 必须包含头文件:

    #include <bsd/signal.h>

      以便使用可靠的 signal 函数. 或者使用 sigaction 函数.
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6.3.4  sigsetjmp 和 siglongjmp

• sigsetjmp 和 siglongjmp 专用于从信号处理函数中进行远跳转
• 并能够明确指定是否保存信号掩码

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       #include <setjmp.h>

       int sigsetjmp (sigjmp_buf env, int savesigs);
       void siglongjmp (sigjmp_buf env, int val);
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    * 如果 savesigs 非零, 则 siglongjmp 在添转之后将恢复保存的信号掩码.
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6.3.5  作业控制信号

• #自学#