LINUX-信號SIGNAL

運行如下命令,可看到Linux支持的信號列表:

$ kill -l
1) SIGHUP 2) SIGINT 3) SIGQUIT 4) SIGILL
5) SIGTRAP 6) SIGABRT 7) SIGBUS 8) SIGFPE
9) SIGKILL 10) SIGUSR1 11) SIGSEGV 12) SIGUSR2
13) SIGPIPE 14) SIGALRM 15) SIGTERM 17) SIGCHLD
18) SIGCONT 19) SIGSTOP 20) SIGTSTP 21) SIGTTIN
22) SIGTTOU 23) SIGURG 24) SIGXCPU 25) SIGXFSZ
26) SIGVTALRM 27) SIGPROF 28) SIGWINCH 29) SIGIO
30) SIGPWR 31) SIGSYS 34) SIGRTMIN 35) SIGRTMIN+1
36) SIGRTMIN+2 37) SIGRTMIN+3 38) SIGRTMIN+4 39) SIGRTMIN+5
40) SIGRTMIN+6 41) SIGRTMIN+7 42) SIGRTMIN+8 43) SIGRTMIN+9
44) SIGRTMIN+10 45) SIGRTMIN+11 46) SIGRTMIN+12 47) SIGRTMIN+13
48) SIGRTMIN+14 49) SIGRTMIN+15 50) SIGRTMAX-14 51) SIGRTMAX-13
52) SIGRTMAX-12 53) SIGRTMAX-11 54) SIGRTMAX-10 55) SIGRTMAX-9
56) SIGRTMAX-8 57) SIGRTMAX-7 58) SIGRTMAX-6 59) SIGRTMAX-5
60) SIGRTMAX-4 61) SIGRTMAX-3 62) SIGRTMAX-2 63) SIGRTMAX-1
64) SIGRTMAX

列表中,編號爲1 ~ 31的信號爲傳統UNIX支持的信號,是不可靠信號(非實時的),編號爲32 ~ 63的信號是後來擴充的,稱做可靠信號(實時信號)。不可靠信號和可靠信號的區別在於前者不支持排隊,可能會造成信號丟失,而後者不會。

下面我們對編號小於SIGRTMIN的信號進行討論。

1) SIGHUP
本信號在用戶終端連接(正常或非正常)結束時發出, 通常是在終端的控制進程結束時, 通知同一session內的各個作業, 這時它們與控制終端不再關聯。

登錄Linux時,系統會分配給登錄用戶一個終端(Session)。在這個終端運行的所有程序,包括前臺進程組和後臺進程組,一般都屬於這個 Session。當用戶退出Linux登錄時,前臺進程組和後臺有對終端輸出的進程將會收到SIGHUP信號。這個信號的默認操作爲終止進程,因此前臺進程組和後臺有終端輸出的進程就會中止。不過可以捕獲這個信號,比如wget能捕獲SIGHUP信號,並忽略它,這樣就算退出了Linux登錄,wget也能繼續下載。

此外,對於與終端脫離關係的守護進程,這個信號用於通知它重新讀取配置文件。

2) SIGINT
程序終止(interrupt)信號, 在用戶鍵入INTR字符(通常是Ctrl-C)時發出,用於通知前臺進程組終止進程。

3) SIGQUIT
和SIGINT類似, 但由QUIT字符(通常是Ctrl-/)來控制. 進程在因收到SIGQUIT退出時會產生core文件, 在這個意義上類似於一個程序錯誤信號。

4) SIGILL
執行了非法指令. 通常是因爲可執行文件本身出現錯誤, 或者試圖執行數據段. 堆棧溢出時也有可能產生這個信號。

5) SIGTRAP
由斷點指令或其它trap指令產生. 由debugger使用。

6) SIGABRT
調用abort函數生成的信號。

7) SIGBUS
非法地址, 包括內存地址對齊(alignment)出錯。比如訪問一個四個字長的整數, 但其地址不是4的倍數。它與SIGSEGV的區別在於後者是由於對合法存儲地址的非法訪問觸發的(如訪問不屬於自己存儲空間或只讀存儲空間)。

8) SIGFPE
在發生致命的算術運算錯誤時發出. 不僅包括浮點運算錯誤, 還包括溢出及除數爲0等其它所有的算術的錯誤。

9) SIGKILL
用來立即結束程序的運行. 本信號不能被阻塞、處理和忽略。如果管理員發現某個進程終止不了,可嘗試發送這個信號。

10) SIGUSR1
留給用戶使用

11) SIGSEGV
試圖訪問未分配給自己的內存, 或試圖往沒有寫權限的內存地址寫數據.

12) SIGUSR2
留給用戶使用

13) SIGPIPE
管道破裂。這個信號通常在進程間通信產生,比如採用FIFO(管道)通信的兩個進程,讀管道沒打開或者意外終止就往管道寫,寫進程會收到SIGPIPE信號。此外用Socket通信的兩個進程,寫進程在寫Socket的時候,讀進程已經終止。

14) SIGALRM
時鐘定時信號, 計算的是實際的時間或時鐘時間. alarm函數使用該信號.

15) SIGTERM
程序結束(terminate)信號, 與SIGKILL不同的是該信號可以被阻塞和處理。通常用來要求程序自己正常退出,shell命令kill缺省產生這個信號。如果進程終止不了,我們纔會嘗試SIGKILL。

17) SIGCHLD
子進程結束時, 父進程會收到這個信號。

如果父進程沒有處理這個信號,也沒有等待(wait)子進程,子進程雖然終止,但是還會在內核進程表中佔有表項,這時的子進程稱爲殭屍進程。這種情況我們應該避免(父進程或者忽略SIGCHILD信號,或者捕捉它,或者wait它派生的子進程,或者父進程先終止,這時子進程的終止自動由init進程來接管)。

18) SIGCONT
讓一個停止(stopped)的進程繼續執行. 本信號不能被阻塞. 可以用一個handler來讓程序在由stopped狀態變爲繼續執行時完成特定的工作. 例如, 重新顯示提示符

19) SIGSTOP
停止(stopped)進程的執行. 注意它和terminate以及interrupt的區別:該進程還未結束, 只是暫停執行. 本信號不能被阻塞, 處理或忽略.

20) SIGTSTP
停止進程的運行, 但該信號可以被處理和忽略. 用戶鍵入SUSP字符時(通常是Ctrl-Z)發出這個信號

21) SIGTTIN
當後臺作業要從用戶終端讀數據時, 該作業中的所有進程會收到SIGTTIN信號. 缺省時這些進程會停止執行.

22) SIGTTOU
類似於SIGTTIN, 但在寫終端(或修改終端模式)時收到.

23) SIGURG
有"緊急"數據或out-of-band數據到達socket時產生.

24) SIGXCPU
超過CPU時間資源限制. 這個限制可以由getrlimit/setrlimit來讀取/改變。

25) SIGXFSZ
當進程企圖擴大文件以至於超過文件大小資源限制。

26) SIGVTALRM
虛擬時鐘信號. 類似於SIGALRM, 但是計算的是該進程佔用的CPU時間.

27) SIGPROF
類似於SIGALRM/SIGVTALRM, 但包括該進程用的CPU時間以及系統調用的時間.

28) SIGWINCH
窗口大小改變時發出.

29) SIGIO
文件描述符準備就緒, 可以開始進行輸入/輸出操作.

30) SIGPWR
Power failure

31) SIGSYS
非法的系統調用。

在以上列出的信號中,程序不可捕獲、阻塞或忽略的信號有:SIGKILL,SIGSTOP
不能恢復至默認動作的信號有:SIGILL,SIGTRAP
默認會導致進程流產的信號有:SIGABRT,SIGBUS,SIGFPE,SIGILL,SIGIOT,SIGQUIT,SIGSEGV,SIGTRAP,SIGXCPU,SIGXFSZ
默認會導致進程退出的信號有:SIGALRM,SIGHUP,SIGINT,SIGKILL,SIGPIPE,SIGPOLL,SIGPROF,SIGSYS,SIGTERM,SIGUSR1,SIGUSR2,SIGVTALRM
默認會導致進程停止的信號有:SIGSTOP,SIGTSTP,SIGTTIN,SIGTTOU
默認進程忽略的信號有:SIGCHLD,SIGPWR,SIGURG,SIGWINCH

此外,SIGIO在SVR4是退出,在4.3BSD中是忽略;SIGCONT在進程掛起時是繼續,否則是忽略,不能被阻塞。

 

linux信號處理相關函數
alarm(設置信號傳送鬧鐘)
相關函數 signal,sleep

表頭文件 #include<unistd.h>

定義函數 unsigned int alarm(unsigned int seconds);

函數說明 alarm()用來設置信號SIGALRM在經過參數seconds指定的秒數後傳送給目前的進程。如果參數seconds 爲0,則之前設置的鬧鐘會被取消,並將剩下的時間返回。

返回值返回之前鬧鐘的剩餘秒數,如果之前未設鬧鐘則返回0。

範例 #include<unistd.h>
#include<signal.h>
void handler() {
printf("hello/n");
}
main()
{
int i;
signal(SIGALRM,handler);
alarm(5);
for(i=1;i<7;i++){
printf("sleep %d .../n",i);
sleep(1);
}
}

執行 sleep 1 ...
sleep 2 ...
sleep 3 ...
sleep 4 ...
sleep 5 ...
hello
sleep 6 ...


kill(傳送信號給指定的進程)
相關函數 raise,signal

表頭文件 #include<sys/types.h>
#include<signal.h>

定義函數 int kill(pid_t pid,int sig);

函數說明 kill()可以用來送參數sig指定的信號給參數pid指定的進程。參數pid有幾種情況:
pid>0 將信號傳給進程識別碼爲pid 的進程。
pid=0 將信號傳給和目前進程相同進程組的所有進程
pid=-1 將信號廣播傳送給系統內所有的進程
pid<0 將信號傳給進程組識別碼爲pid絕對值的所有進程
參數sig代表的信號編號可參考附錄D

返回值 執行成功則返回0,如果有錯誤則返回-1。

錯誤代碼 EINVAL 參數sig 不合法
ESRCH 參數pid 所指定的進程或進程組不存在
EPERM 權限不夠無法傳送信號給指定進程

範例 #include<unistd.h>
#include<signal.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/wait.h>
main()
{
pid_t pid;
int status;
if(!(pid= fork())){
printf("Hi I am child process!/n");
sleep(10);

printf("end/n"); 發現這句並不打印,進程提前被終止了
return;
}
else{
printf("send signal to child process (%d) /n",pid);
sleep(1);
kill(pid ,SIGABRT);
wait(&status);
if(WIFSIGNALED(status))
printf("chile process receive signal %d/n",WTERMSIG(status));
}
}

執行 sen signal to child process(3170)
Hi I am child process!
child process receive signal 6


pause(讓進程暫停直到信號出現)
相關函數 kill,signal,sleep

表頭文件 #include<unistd.h>

定義函數 int pause(void);

函數說明 pause()會令目前的進程暫停(進入睡眠狀態),直到被信號(signal)所中斷。

返回值 只返回-1。

錯誤代碼 EINTR 有信號到達中斷了此函數。


sigaction(查詢或設置信號處理方式)
相關函數 signal,sigprocmask,sigpending,sigsuspend

表頭文件 #include<signal.h>

定義函數 int sigaction(int signum,const struct sigaction *act ,struct sigaction *oldact);

函數說明 sigaction()會依參數signum指定的信號編號來設置該信號的處理函數。參數signum可以指定SIGKILL和SIGSTOP以外的所有信號。
如參數結構sigaction定義如下
struct sigaction
{
void (*sa_handler) (int);
void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *);
sigset_t sa_mask;
int sa_flags;
void (*sa_restorer) (void);
}
sa_handler和sa_sigaction,代表新的信號處理函數,其他意義請參考signal()。
sa_mask 用來設置在處理該信號時暫時將sa_mask 指定的信號擱置。
sa_restorer 此參數沒有使用。
sa_flags 用來設置信號處理的其他相關操作,下列的數值可用。
OR 運算(|)組合
A_NOCLDSTOP : 如果參數signum爲SIGCHLD,則當子進程暫停時並不會通知父進程
SA_ONESHOT/SA_RESETHAND:當調用新的信號處理函數前,將此信號處理方式改爲系統預設的方式。
SA_RESTART:被信號中斷的系統調用會自行重啓
SA_NOMASK/SA_NODEFER:在處理此信號未結束前不理會此信號的再次到來。
SA_SIGINFO:表示信號附帶的siginfo_t可以傳送到信號處理函數。應在使用sa_sigaction()函數的時候設置此標誌位。

如果參數oldact不是NULL指針,則原來的信號處理方式會由此結構sigaction 返回。

返回值 執行成功則返回0,如果有錯誤則返回-1。


sigemptyset(初始化信號集)
相關函數 sigaddset,sigfillset,sigdelset,sigismember

表頭文件 #include<signal.h>

定義函數 int sigemptyset(sigset_t *set);

函數說明 sigemptyset()用來將參數set信號集初始化並清空。

返回值 執行成功則返回0,如果有錯誤則返回-1。

錯誤代碼 EFAULT 參數set指針地址無法存取

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