信号の保存と状態管理

信号は発生から処理までの間に状態を保持する必要があります。31個の通常信号については、int型変数で十分に状態を表すことができます。しかし、信号にはブロック状態など複数の状態が存在するため、OSはこれを構造化して管理します。

信号のライフサイクル

• 生成 (Produce): システムコールやハードウェア割り込みなどにより発生
• 保留中 (Pending): 生成から処理までの間の状態
• 配信 (Delivery): 実際にシグナルハンドラが実行される段階

信号の3つの状態テーブル

1. blockテーブル: ブロックされている信号
2. pendingテーブル: 保留中の信号
3. handlerテーブル: 各信号の処理方法

blockテーブルとpendingテーブルはビットマップ構造で表現されます。各ビット位置が信号番号に対応し、0/1で状態を表します。

sigset_t型と信号操作関数

信号の状態を管理するための構造体sigset_tは、プラットフォーム非依存のビットマップ操作を提供します。

#include <signal.h>

// 信号セットの初期化
int sigemptyset(sigset_t *set);
int sigfillset(sigset_t *set);

// 信号の追加/削除
int sigaddset(sigset_t *set, int signum);
int sigdelset(sigset_t *set, int signum);

// 信号の存在確認
int sigismember(const sigset_t *set, int signum);

信号マスクの操作

sigprocmask関数を使用して、現在のプロセスのブロック信号セットを操作できます。

#include <signal.h>

int sigprocmask(int how, const sigset_t *set, sigset_t *oldset);

howパラメータには以下のオプションがあります：

• SIG_BLOCK: 現在のマスクにセットを追加
• SIG_UNBLOCK: マスクからセットを削除
• SIG_SETMASK: 新しいマスクを設定

保留中の信号確認

sigpending関数を使用して、現在保留中の信号を取得できます。

#include <signal.h>

int sigpending(sigset_t *set);

サンプルコード

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>

void print_pending(const sigset_t *pending) {
    printf("Pending signals: ");
    for(int i = 1; i <= 31; i++) {
        if(sigismember(pending, i)) {
            printf("1");
        } else {
            printf("0");
        }
    }
    printf("\n");
}

int main() {
    sigset_t mask, oldmask, pending;
    
    // 初期設定：SIGINTをブロック
    sigemptyset(&mask);
    sigaddset(&mask, SIGINT);
    sigprocmask(SIG_BLOCK, &mask, &oldmask);
    
    printf("SIGINT(SIG2)がブロックされました。5秒間この状態です。\n");
    
    for(int i = 0; i < 5; i++) {
        sigpending(&pending);
        print_pending(&pending);
        sleep(1);
    }
    
    // ブロック解除
    sigprocmask(SIG_SETMASK, &oldmask, NULL);
    printf("SIGINTのブロックが解除されました。\n");
    
    while(1) {
        sigpending(&pending);
        print_pending(&pending);
        sleep(1);
    }
    
    return 0;
}