信号优先级与安全性

问题

对于同一个进程,如果存在两个不同的未决实时信号,那么先处理谁?

信号优先级的概念

信号的本质是一种软中断 (中断有优先级,信号也有优先级)

对于同一个未决实时信号,按照发送先后次序递送给进程

对于不同的未决实时信号,信号值越小优先级越高

不可靠信号与可靠信号同时未决:

  • 严格意义上,没有明确规定优先级
  • 实际上,Linux 进程优先递送不可靠信号

信号优先级的概念

多个不可靠信号同时未决,优先递送谁?

  • 优先递送硬件相关信号
    • SIGSEGV,SIGBUS,SIGILL,SIGTRAP,SIGFPE,SIGSYS
  • 优先递送信号值小的不可靠信号
  • 不可靠信号优先于可靠信号递送

信号优先级实验设计

目标:验证信号的优先级

  • 场景:不可靠 vs 不可靠;不可靠 vs 可靠;可靠 vs 可靠

方案:对目标进程发送 N 次 "无" 序信号,验证信号递达进程的先后次序

预备函数:

  • int sigaddset(sigset_t* set, int signum);
  • int sigfillset(sigset_t* set);
  • int sigemptyset(sigset_t* set);
  • int sigprocmask(int how, const sigset_t* set, sigset_t* old_set);

需要思考的问题

  • 如何使得多个信号同时未决,且以优先级方式递达进程?
  • 如何记录和对比信号的递达次序及发送次序?
  • 对于实验中涉及的不可靠信号,是否特殊考虑?

信号优先级实验设计 (发送端)

信号优先级与安全性_第1张图片

信号优先级实验设计 (接收端)

信号优先级与安全性_第2张图片

信号优先级与安全性_第3张图片

再论信号处理

信号优先级与安全性_第4张图片

信号安全性

什么是安全性?

  • 程序能正确且无意外的按照预期方式执行

信号处理的不确定性

  • 什么时候信号递达是不确定的 => 主程序被中断的位置是不确定的

当信号递达,转而执行信号处理函数时,不可重入的函数不能调用

  • 不可重入函数:函数不能由超过一个函数所共享,除非能确保函数的互斥 (或者使用信号量,或者在代码的关键部分禁用中断)

下面的程序输出什么?为什么?

信号优先级与安全性_第5张图片

深入信号安全性

不要在信号处理函数中调用不可重入函数 (即:使用了全局变量的函数)

不要调用函数中存在临界区的函数 (可能产生竞争导致死锁)

不要调用 malloc() 和 free() 函数

不要调用标准 I/O 函数,如:printf() 函数

小问题:如何知道哪些函数是安全的?

man 7 signal-safety

信号优先级与安全性_第6张图片

思考

如何编写信号安全的应用程序?

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