Linux当中信号的实现机制

1. 发送信号
内核当中信号相关的成员如下所示

struct task_struct{
...
    /* Signal handlers: */
    struct signal_struct        *signal;
    struct sighand_struct __rcu        *sighand;
    sigset_t            blocked;
    sigset_t            real_blocked;
    /* Restored if set_restore_sigmask() was used: */
    sigset_t            saved_sigmask;
    struct sigpending        pending;
    unsigned long            sas_ss_sp;
    size_t                sas_ss_size;
    unsigned int            sas_ss_flags;
...
};

其中pending表示挂在当前task_struct上的信号，实现时一个链表和一个位图

struct sigpending {
    struct list_head list;
    sigset_t signal;
};

两个元素都表示外挂信号，不同点就在于排队规则的不同：

static inline bool legacy_queue(struct sigpending *signals, int sig)
{
    return (sig < SIGRTMIN) && sigismember(&signals->signal, sig);
}

也就是说，如果发送的信号小于SIGRTMIN并且已经在外挂信号集合当中，则直接返回，不做处理；如果相反，则挂在链表当中，也就是说以SIGRTMIN为分界线，信号可以分为可丢和排队的两种。

发送完信号就会将对应的task_struct设置TIF_SIGPENDING标志，并且试图唤醒之
2. 处理信号
当一个进程接收到一个信号的时候，并不是立即处理的，而是设置其TIF_SIGPENDING，在其调用schedule的时候进行处理。处理的时候，由于是从系统调用或者中断返回，这里就需要点trick来实现，返回的时候，如果没有信号，则直接返回到进入系统到用的下一条指令即可，但是有信号，需要先执行信号处理函数，然后再返回进入到系统调用的下一条指令。linux当中的做法就是在返回之前，在用户态栈当中插入一个栈帧，栈帧的执行顺序就是保护之前上下文——>设置指令到信号处理函数——>设置处理函数执行完毕之后跳转到恢复函数——>恢复函数调用rt_sigreturn再次进入内核——>内核当中恢复上下文——>返回系统调用