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文章目錄
- 內存中的程序與操作系統
- 用户態與內核態：權限邊界
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- 權限識別與切換
- 段描述符表控權
- 捕捉信號：sigaction用法
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- sigaction函數結構
- 函數返回值
- sigaction的優勢
- 代碼示例與運行結果
- sa_mask信號集：屏蔽規則
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- 核心機制
- 規則更新説明
- 實際框架表現與擴展屏蔽
- 擴展屏蔽代碼示例
內存中的程序與操作系統
軟件，自然也得佔一塊內存空間。就是程序一運行，它的代碼和要用的數據就會“住進”物理內存；操作系統本身也
每個用户程序（進程）都有自己專屬的“地址映射表”（用户頁表）——就像每家有自己的門牌號對照表，所以這類表會有很多份；但操作系統的“地址映射表”（內核頁表）全系統只需要一份，所有進程共用。
為啥這麼設計？很簡單：操作系統的代碼和材料是固定的，一份映射表就夠讓所有進程找到它，不管進程怎麼切換，都能精準定位到操作系統。
那操作系統的內存裏都裝了啥？看下面這張圖就清楚了：
用户態與內核態：權限邊界
用户進程和操作系統（內核）共用0-4GB的“虛擬內存地盤”。這時候你可能會問：用户進程會不會偷偷跑到內核的地盤，亂訪問內核的代碼和數據？
答案是：絕對不會！因為操作系統對誰都不放心，它用“用户態”和“內核態”劃了條嚴格的權限紅線：
- 用户態：進程以普通用户身份運行，只能在自己的0-3GB虛擬內存裏折騰；不用麻煩操作系統時，直接用自己的虛擬地址就能執行自己的資源；
- 內核態：進程以內核身份運行（比如要調用系統功能時），能訪問整個0-4GB虛擬內存，負責管理電腦的全局資源（比如CPU、內存）。
權限識別與切換
CPU裏有個cs寄存器，它的前兩個比特位是“權限身份證”（CPL），能判斷當前進程的權限：
- 數值0：內核態；
- 數值3：用户態。
-
如果用户態進程敢碰3-4GB的內核地盤，CPU一檢測到越權，就會直接終止這個進程，絕不留情。
那用户態怎麼切到內核態？得用專門的“指令鑰匙”：
int 0x80：比較老的系統調用方式；syscall：更高效的系統調用方式。
這兩個指令的作用很容易：把cs寄存器前兩位改成0（切到內核態），再跳轉到內核的內存地址——相當於“進入內核的辦公區”。-
段描述符表控權
除了用户態、內核態的大劃分，還有“段描述符表”（分全局、局部兩種）來細化權限管理。表裏面的RPL和DPL是兩個“權限檢查官”：
- DPL：某塊內存區域（段）本身的權限級別，規定了訪問它至少應該什麼權限；
- RPL：請求訪問該區域的進程的權限級別。內核會對比這兩個級別，只有滿足要求，才允許進程訪問。
捕捉信號：sigaction用法
在Linux裏，除了signal函數能處理信號，sigaction是更靈活的“信號處理器”——既能查看當前信號的處理方式，也能修改它的處理動作。
sigaction函數結構
這張圖把函數的“長相”和參數分工講得很清楚：
signum：要操作的信號編號（比如SIGINT，就是按Ctrl+C觸發的信號）；act：指向sigaction結構體的指針，裏面裝着新的信號處理配置（比如用哪個函數處理信號）；oldact：用來保存原來的信號處理配置，不用保存的話填NULL就行。
函數返回值
- 成功：返回0；
- 失敗：返回-1，還會設置errno變量，告訴你哪裏出錯了。
-
sigaction的優勢
它比signal函數功能更全——不僅能處理普通信號，還能處理實時信號，應對複雜的信號場景更給力。
代碼示例與運行結果
下面是實際使用代碼，註釋寫得很細，跟着看就能懂：
比如代碼裏定義了sig_handler函數處理信號，再用sigaction把SIGINT信號和這個函數綁定；運行後按Ctrl+C，就能看到信號被成功捕捉，輸出對應的提示——運行效果如下：
sa_mask信號集：屏蔽規則
sigaction結構體裏有個sa_mask成員，它是“信號屏蔽清單”——負責控制信號處理期間，哪些信號不能進來打擾。
核心機制
當某個信號的處理函數開始工作時，內核會自動把這個信號加到“屏蔽表”（block表）裏，把對應的位從0改成1——防止同一個信號反覆來搗亂；等處理函數執行完返回，再把這個信號從屏蔽表裏去掉，位從1改回0。
還有個“未決表”（pending），狀態和屏蔽表正好相反：信號沒處理時位是1，處理完就變成0。
説白了：操作系統不允許同一個信號同時被多次處理，得一個一個來。
規則更新説明
關於屏蔽表和未決表的狀態變化，看這張圖就能理清：
實際框架表現與擴展屏蔽
在Ubuntu 20.04、CentOS 7這些常見體系裏，當前正在處理的信號會被自動屏蔽。如果想在處理某個信號時，順便屏蔽其他信號，把那些信號加到sa_mask裏就行。
擴展屏蔽代碼示例
下面的代碼演示了怎麼給sa_mask加額外的屏蔽信號——比如處理SIGINT時，順便屏蔽SIGQUIT（按Ctrl+\觸發的信號），這樣在處理SIGINT期間按Ctrl+\，信號會被屏蔽，等SIGINT處理完才會生效：
