Linux下C语言的信号处理

Question

我正在尝试从网上找到的示例程序中理解Linux信号的工作原理，但其中有些部分我并不是很理解。

这是我的示例程序:

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

void catcher(int sig) {
    printf("catcher() has gained control\n");
}

int main(int argc, char *argv[]) {
    struct sigaction sigact;
    sigset_t sigset;

    sigemptyset(&sigact.sa_mask);
    sigact.sa_flags = 0;
    sigact.sa_handler = catcher;
    sigaction(SIGUSR1, &sigact, NULL);

    printf("before first kill()\n");
    kill(getpid(), SIGUSR1);

    sigemptyset(&sigset);
    sigaddset(&sigset, SIGUSR1);
    sigprocmask(SIG_SETMASK, &sigset, NULL);

    printf("before second kill()\n");
    kill(getpid(), SIGUSR1);
    printf("after second kill()\n");

    return 0;
}

这是程序输出的样本：

在第一个kill()之前
catcher() 已获取控制权
在第二个kill()之前
在第二个kill()之后

我能知道为什么输出中第一行是before first kill()吗？为什么不是catcher() has gained control先出现?

据我所知，sa_handler由两种类型的信号组成，即默认信号和忽略信号。

我们如何知道它将生成哪个信号？如果生成忽略信号，为什么会触发函数打印catcher() has gained control？

此外，这个程序中的sa_mask函数是什么？据我理解，sa_mask会阻塞指定的信号。

- doe

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注意：不要在信号处理程序中使用printf()和相关函数。这是不安全的。 - wildplasser

Answer 1

我能知道为什么输出的第一行在第一个kill()之前吗？为什么catcher()的控制权没有首先出现？

您安装了一个信号处理程序来捕获 SIGUSR1。 在 SIGUSR1 传递给进程之前，正常的程序执行流程会继续进行。 因此，在这里：

printf("before first kill()\n");
kill(getpid(), SIGUSR1);

你只有在打印before first kill()之后才会生成信号。为什么你不希望它出现在catcher() has gained control之前呢？换句话说，当你调用printf("before first kill()\n");时，还没有引发任何信号，所以你只能期望程序执行保持正常。

这一行：

kill(getpid(), SIGUSR1);

生成SIGUSR1信号。操作系统在方便的时候将信号传递给进程。因为您为SIGUSR1安装了处理程序，所以将调用您的信号处理程序（catcher()）。在打印第一行后，您引发信号，因此可以预期下一行输出将来自信号处理程序。

请注意，printf(3)不是异步信号安全的，因此从信号处理程序内部调用它在技术上是不允许的，但对于这些玩具示例通常是可以的。

据我所知，sa_handler包含两种类型的信号，信号默认和信号忽略。

除此之外还有更多。 struct sigaction 的sa_handler字段可以具有值SIG_DFL，它对应于默认信号操作（默认操作在man signal中列出），以及SIG_IGN，这意味着信号被忽略时什么都不会发生。但是，sa_handler也可以是指向您希望在每次传递信号时调用的函数的指针。这就是您展示的代码所做的-它正在说：嘿，当发送SIGUSR1时，请调用catcher()。

我们如何知道它将生成哪个信号？如果忽略生成信号，为什么会触发打印catcher（）的函数？

在调用sigaction（2）设置处理程序时，您指定了一个信号（SIGUSR1）。因此，当传递SIGUSR1时，将调用catcher()。

此外，在这个程序中，sa_mask函数是什么？在我的理解中，sa_mask将会阻塞指定的信号。 这是一个信号掩码，在进入信号处理程序时自动安装，并在信号处理程序返回时卸载。默认情况下，即使您传递了一个空掩码，被捕获的信号在进入处理程序时始终被阻止（除非在struct sigaction的sa_flags字段中设置了SA_NODEFER标志）。但是，您可能希望在处理程序执行时阻止其他信号-这样做的方法是在sa_mask中指示这些信号。

- Filipe Gonçalves

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