7.2.5进程与信号的关系

Linux 内核中不存在任何机制用来区分不同信号的优先级。也就是说，当同时有多个信号发出时，进程可能会以任意顺序接收到信号并进行处理。另外，如果进程在处理某个信号之前，又有相同的信号发出，则进程只能接收到一个信号。产生上述现象的原因与内核对信号的实现有关。

系统在 task_struct 结构中利用两个域分别记录当前挂起的信号（signal）以及当前阻塞的信号（blocked）。挂起的信号指尚未进行处理的信号。阻塞的信号指进程当前不处理的信号，如果产生了某个当前被阻塞的信号，则该信号会一直保持挂起，直到该信号不再被阻塞为止。除了 SIGKILL 和 SIGSTOP 信号外，所有的信号均可以被阻塞，信号的阻塞可通过系统调用sigprocmask()实现。每个进程的 task_struct 结构中还包含了一个指向 sigaction 结构数组的指针，该结构数组中的信息实际指定了进程处理所有信号的方式。如果某个 sigaction 结构中包含有处理信号的例程地址，则由该处理例程处理该信号；反之，则根据结构中的一个标志或者由内核进行默认处理，或者只是忽略该信号。通过系统调用sigaction()，进程可以修改 sigaction 结构数组的信息，从而指定进程处理信号的方式。

进程不能向系统中所有的进程发送信号，一般而言，除系统和超级用户外，普通进程只能向具有相同 uid 和 gid 的进程，或者处于同一进程组的进程发送信号。当有信号产生时，内核将进程 task_struct 的 signal 字中的相应位设置为 1。系统不对置位之前该位已经为 1的情况进行处理，因而进程无法接收到前一次信号。如果进程当前没有阻塞该信号，并且进程正处于可中断的等待状态(INTERRUPTIBLE)，则内核将该进程的状态改变为运行(RUNNING)，并放置在运行队列中。这样，调度程序在进行调度时，就有可能选择该进程运行，从而可以让进程处理该信号。

发送给某个进程的信号并不会立即得到处理，相反，只有该进程再次运行时，才有机会处理该信号。每次进程从系统调用中退出时，内核会检查它的 signal 和 block 字段，如果有任何一个未被阻塞的信号发出，内核就根据 sigaction 结构数组中的信息进行处理。处理过程如下：

1． 检查对应的 sigaction 结构，如果该信号不是 SIGKILL 或 SIGSTOP 信号，且被忽略，则不处理该信号。

2． 如果该信号利用默认的处理程序处理，则由内核处理该信号，否则转向第 3 步。

3． 该信号由进程自己的处理程序处理，内核将修改当前进程的调用堆栈，并将进程的程序计数寄存器修改为信号处理程序的入口地址。此后，指令将跳转到信号处理程序，当从信号处理程序中返回时，实际就返回了进程的用户模式部分。

Linux 是 POSIX 兼容的，因此，进程在处理某个信号时，还可以修改进程的 blocked 掩码。但是，当信号处理程序返回时，blocked 值必须恢复为原有的掩码值，这一任务由内核的sigaction()函数完成。Linux 在进程的调用堆栈帧中添加了对清理程序的调用，该清理程序可以恢复原有的 blocked 掩码值。当内核在处理信号时，可能同时有多个信号需要由用户处理程序处理，这时，Linux 内核可以将所有的信号处理程序地址推入堆栈中，而当所有的信号处理完毕后，调用清理程序恢复原先的 blocked 值。