本文简单介绍下Linux信号处理机制，为介绍二进制翻译下信号处理机制做一个铺垫。
本文主要参考书目《Linux内核源代码情景分析》《独辟蹊径品内核:Linux内核源代码导读》
信号概述
● 信号是在软件层次上对中断机制的一种模拟。在原理上，一个进程收到一个信号与处理器收到一个中断请求可以说是一样的。
● 信号是异步的，一个进程不必通过任何操作来等待信号的到达，事实上进程也不知道信号到底什么时候到达。
● 信号可以直接进行用户空间进程和内核进程之间的交互，内核进程也可以利用它来通知用户空间进程发生了哪些系统事件。它可以在任何时候发给某一个进程，而无需知道该进程的状态。如果该信号当前并未处于执行态(Running),则该信号由内核保存起来，直到该进程恢复执行再传递给它为止。如果一个信号被进程设置为阻塞，则该信号的传递被延迟，直到其阻塞被取消时才被传递给进程。
● 信号是进程间通信机制中唯一的异步通信机制，可以看作是异步通知，通知接收信号的进程有哪些事件发生了。信号机制除了基本通知外，还可以传递附加信息。
信号来源
信号事件发生的来源有两种：
① 硬件来源。如我们按下了键盘上的按钮 或者出现其他硬件故障；
② 软件来源。最常用发送信号的系统函数有kill()、raise()、alarm()、setitimer()和sigqueue()等，软件来源还包括一些非法运算等操作。
进程响应信号的方式
① 忽略信号。忽略信号即对信号不做处理，其中，有两个信号不能忽略：SIGKILL和SIGSTOP。
② 捕捉信号。定义信号处理函数，当信号发生时，执行响应的处理函数。
③ 执行默认操作。
首先，先说一下什么是信号。信号本质上是在软件层次上对中断机制的一种模拟，其主要有以下几种来源：
- 程序错误：除零，非法内存访问…
- 外部信号：终端Ctrl-C产生SGINT信号，定时器到期产生SIGALRM…
- 显式请求：kill函数允许进程发送任何信号给其他进程或进程组。
Linux对每种信号都规定了默认操作，如下表所示：
信号的处理包括信号的发送、捕捉和处理，它们有各自相对应的常见函数：
● 发生信号的函数: kill()、raise()。
● 捕捉信号的函数: alarm()、pause()。
● 处理信号的函数: signal()、sigaction()。
本节主要讲信号的发送与捕捉，下一节再讲处理
信号发送函数 kill()和raise()
函数说明
kill()函数同咱们的kill系统命令一样（但不能误以为kill()就是kill哈），可以发送信号给进程或进程组（实际上，kill系统命令只是kill()函数的一个用户接口）。这里需要注意的是，kill()函数不仅可以终止进程（实际上是通过发出SIGKILL信号终止），也可以向进程发送其他信号。
与kill()函数不同的是，raise()函数允许进程向自身发送信号。
在Linux下，可以通过以下命令查看系统所有的信号：
可以通过类似下面的命令显式的给一个进程发送一个信号：
上面的命令将2号信号发送给进程id为pid的进程。不存在编号为0的信号。
目前Linux支持64种信号。信号分为非实时信号(不可靠信号)和实时信号（可靠信号）两种类型，对应于 Linux 的信号值为 1-31 和 34-64。信号是异步的，一个进程不必通过任何操作来等待信号的到达，事实上，进程也不知道信号到底什么时候到达。本文着重于Linux的信号处理机制，对信号更多的介绍可以参考这里。
一般情况下一个进程接受到信号后，会有如下的行为：
进程对信号的响应
- 忽略信号：大部分信号可被忽略，除SIGSTOP和SIGKILL信号外（这是超级用户杀掉或停掉任意进程的手段）。
- 捕获信号：注册信号处理函数，它对产生的特定信号做处理。
-
让信号默认动作起作用：unix内核定义的默认动作，有5种情况：
- a) 流产abort：终止进程并产生core文件。
- b) 终止stop：终止进程但不生成core文件。
- c) 忽略：忽略信号。
- d) 挂起suspend：挂起进程。
- e) 继续continue：若进程是挂起的，则resume进程，否则忽略此信号。
注册信号处理函数
如果想要进程捕获某个信号，然后作出相应的处理，就需要注册信号处理函数。同中断类似，内核也为每个进程准备了一个信号向量表,信号向量表中记录着每个信号所对应的处理机制，默认情况下是调用默认处理机制。当进程为某个信号注册了信号处理程序后，发生该信号时，内核就会调用注册的函数。
注册信号处理函数是通过系统调用signal()、sigaction()。其中signal()在可靠信号系统调用的基础上实现, 是库函数。它只有两个参数，不支持信号传递信息，主要是用于前32种非实时信号的安装；而sigaction()是较新的函数（由两个系统调用实 现：sys_signal以及sys_rt_sigaction），有三个参数，支持信号传递信息，主要用来与 sigqueue() 系统调用配合使用，当然，sigaction()同样支持非实时信号的安装。sigaction()优于signal()主要体现在支持信号带有参数。关于这方面的内容，如果想获取更多，也可参考这里。
Linux下信号处理机制进程如何发现和接受信号？
我们知道，信号是异步的，一个进程不可能等待信号的到来，也不知道信号会到来，那么，进程是如何发现和接受信号呢？实际上，信号的接收不是由用户进程来完成的，而是由内核代理。当一个进程P2向另一个进程P1发送信号后，内核接受到信号，并将其放在P1的信号队列当中。当P1再次陷入内核态时，会检查信号队列，并根据相应的信号调取相应的信号处理函数。如下图所示：
其中，动作c：发现和捕捉信号
信号检测和响应时机
刚才我们说，当P1再次陷入内核时，会检查信号队列。那么，P1什么时候会再次陷入内核呢？陷入内核后在什么时机会检测信号队列呢？
- 当前进程由于系统调用、中断或异常而进入系统空间以后，从系统空间返回到用户空间的前夕。
- 当前进程在内核中进入睡眠以后刚被唤醒的时候（必定是在系统调用中），或者由于不可忽略信号的存在而提前返回到用户空间。
进入信号处理函数
发现信号后，根据信号向量，知道了处理函数，那么该如何进入信号处理程序，又该如何返回呢？
我们知道，用户进程提供的信号处理函数是在用户态里的，而我们发现信号，找到信号处理函数的时刻处于内核态中，所以我们需要从内核态跑到用户态去执行信号处理程序，执行完毕后还要返回内核态。这个过程如下图所示：
如图中所见，处理信号的整个过程是这样的：进程由于 系统调用或者中断 进入内核，完成相应任务返回用户空间的前夕，检查信号队列，如果有信号，则根据信号向量表找到信号处理函数，设置好“frame”后，跳到用户态执行信号处理函数。信号处理函数执行完毕后，返回内核态，设置“frame”，再返回到用户态继续执行程序。
信号处理函数执行完后怎么办？
信号处理程序执行完毕之后，进程会主动调用sigreturn()系统调用再次回到内核，查看有没有其他信号需要处理，如果没有，这时内核就会做一些善后工作，将之前保存的frame恢复到内核栈，恢复eip的值为old_eip，然后返回用户空间，程序就能够继续执行。至此，内核遍完成了一次（或几次）信号处理工作。
正常退出
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从main函数返回return
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调用exit
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调用_exit
异常退出
-
调用abort
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由信号终止
_exit, exit和_Exit的区别和联系
_exit是Linux系统调用，关闭所有文件描述符，然后退出进程。
exit是C语言的库函数，他最终调用_exit。在此之前，先清洗标准输出的缓存，调用用atexit注册的函数等, 在c语言的main函数中调用return就等价于调用exit。
_Exit是c语言的库函数，自c99后加入，等价于_exit，即可以认为它直接调用_Exit。