嵌入式Linux：信號掩碼

在 Linux 系統中，內核為每一個(gè)進(jìn)程維護了一個(gè)信號掩碼（實(shí)際上是一個(gè)信號集），即一組信號的集合。當進(jìn)程接收到一個(gè)在其信號掩碼中定義的信號時(shí)，該信號將被阻塞，而不會(huì )立即傳遞給進(jìn)程進(jìn)行處理。這個(gè)阻塞行為意味著(zhù)信號不會(huì )被丟棄，而是會(huì )被保留，直到該信號從信號掩碼中移除，內核才會(huì )將其傳遞給進(jìn)程進(jìn)行處理。

向信號掩碼中添加信號的三種方式：

• 通過(guò) signal() 或 sigaction() 函數： 當應用程序調用 signal() 或 sigaction() 函數為某一信號設置處理方式時(shí)，該信號通常會(huì )自動(dòng)添加到進(jìn)程的信號掩碼中。

  這樣做的目的是確保在處理某個(gè)信號時(shí)，如果該信號再次發(fā)生，它將被阻塞，以避免信號處理函數的重入問(wèn)題。

• 對于 sigaction() 函數來(lái)說(shuō)，是否自動(dòng)將信號添加到信號掩碼中，還取決于是否設置了 SA_NODEFER 標志。

  如果設置了 SA_NODEFER，信號將不會(huì )被自動(dòng)阻塞。

• 當信號處理函數執行完畢并返回后，該信號將自動(dòng)從信號掩碼中移除，允許其再次傳遞。

• 通過(guò) sigaction() 的 sa_mask 參數： 使用 sigaction() 為信號設置處理方式時(shí)，還可以通過(guò) sa_mask 參數指定一組額外的信號。

  這些信號將在調用信號處理函數時(shí)被自動(dòng)添加到信號掩碼中，并在處理函數結束后移除。

  這種方式允許在處理某一信號時(shí)，臨時(shí)阻塞其他相關(guān)的信號，以避免干擾。

• 通過(guò) sigprocmask() 系統調用： 除了上述兩種方法，Linux 系統還提供了 sigprocmask() 系統調用，允許程序員在任何時(shí)候顯式地向信號掩碼中添加或移除信號。

  這種方法非常靈活，適用于需要精細控制信號屏蔽行為的場(chǎng)景。

本篇文章主要介紹sigprocmask() 函數向信號掩碼中添加信號的方式。

sigprocmask() 的函數原型如下：

#include <signal.h>int sigprocmask(int how, const sigset_t *set, sigset_t *oldset);

• how： 這個(gè)參數指定了對信號掩碼的操作行為，有以下三種可能的值：

• SIG_BLOCK：

  將 set 所指向的信號集中的所有信號添加到當前的信號掩碼中（即將信號掩碼設置為當前掩碼與 set 的并集）。

• SIG_UNBLOCK：

  從當前信號掩碼中移除 set 所指向的信號集中的所有信號。

• SIG_SETMASK：

  將當前的信號掩碼直接設置為 set 所指向的信號集。

• set： 指向一個(gè)信號集，表示需要添加到（或移除自）信號掩碼中的信號。

  如果 set 為 NULL，則不改變當前的信號掩碼。

• oldset： 如果 oldset 不為 NULL，則在修改信號掩碼之前，會(huì )將當前的信號掩碼保存到 oldset 指向的信號集中。

  這對于需要臨時(shí)修改信號掩碼并在之后恢復原來(lái)狀態(tài)的操作非常有用。

• 返回值： 如果調用成功，函數返回 0；

  如果失敗，則返回 -1 并設置 errno 來(lái)指示錯誤原因。

以下代碼展示了如何使用 sigprocmask() 將信號 SIGINT 添加到進(jìn)程的信號掩碼中，并在之后將其移除。

#include <stdio.h>#include <signal.h>#include <stdlib.h> int main() {    int ret;    sigset_t sig_set;     // 初始化信號集為空    sigemptyset(&sig_set);        // 向信號集中添加 SIGINT 信號    sigaddset(&sig_set, SIGINT);     // 將 SIGINT 添加到進(jìn)程的信號掩碼中（阻塞 SIGINT）    ret = sigprocmask(SIG_BLOCK, &sig_set, NULL);    if (ret == -1) {        perror("sigprocmask error");        exit(EXIT_FAILURE);    }     printf("SIGINT blockedn");     // 從信號掩碼中移除 SIGINT 信號（解除阻塞）    ret = sigprocmask(SIG_UNBLOCK, &sig_set, NULL);    if (ret == -1) {        perror("sigprocmask error");        exit(EXIT_FAILURE);    }     printf("SIGINT unblockedn");     return 0;}

信號掩碼是 Linux 進(jìn)程信號處理機制中的一個(gè)關(guān)鍵概念。通過(guò) signal()、sigaction() 和 sigprocmask() 等函數，程序可以精確控制哪些信號應該被阻塞、哪些信號應該被傳遞。理解和靈活運用這些函數，可以幫助開(kāi)發(fā)人員編寫(xiě)更加健壯的信號處理代碼，避免信號干擾導致的潛在問(wèn)題。