linux系统编程-信号的基础知识

柔光的暖阳◎ 2022-05-14 18:22 234阅读 0赞

### 文章目录 ###

*   *  信号概念
     *  与信号相关的事件和状态
     *  信号的编号
     *  信号四要素

## 信号概念 ##

*  信号共性：1. 简单 2. 不能携带大量信息 3. 满足某个特设条件才发送。
 *  程序不管执行到什么位置，都有暂停运行，去处理信号，处理完继续执行。与时钟中断类似（硬件中断），信号是软件层面上的中断（软中断）。
 *  每个进程收到的信号，都是由内核负责发送，内核处理的。  
    ![在这里插入图片描述][20181029091524637.png]

## 与信号相关的事件和状态 ##

*  产生信号的5种方法：

1.  按键产生：Ctrl+c (终止一个进程，内核向进程发送信号，杀死了进程）
2.  系统调用：kill 、abort、raise
3.  软件条件产生：如定时器（alarm）
4.  硬件异常产生：非法访问内存（段错误），除以0（浮点数异常），内存对齐出错（总线错误）
5.  命令产生：kill -l

*  处理信号的3种方式：

1.  执行默认动作
2.  忽略（丢弃）
3.  捕捉（调用户处理函数）

*  未决信号集、阻塞（屏蔽）信号集：

阻塞信号集(信号屏蔽字)：

1.  将某些信号加入集合，对他们设置屏蔽，当屏蔽x信号后，再收到该信号，该信号的处理将推后(解除屏蔽后)

未决信号集:

1.   信号产生，未决信号集中描述该信号的位立刻翻转为1，表信号处于未决状态。当信号被处理对应位翻转回为0。这一时刻往往非常短暂。
2.   信号产生后由于某些原因(主要是阻塞)不能抵达。这类信号的集合称之为未决信号集。在屏蔽解除前，信号一直处于未决状态。

linux内核包含进程控制块（PCB结构体），除了包含进程ID、状态、工作目录、文件描述符表、用户ID、组ID等；还包含信号相关信息（主要是 未决信号集、阻塞信号集）。

![在这里插入图片描述][20181029100827415.png]

## 信号的编号 ##

*   可以使用kill –l命令查看当前系统可使用的信号有哪些。

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
    16) SIGSTKFLT	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

不存在编号为0的信号。其中1-31号信号称之为常规信号（也叫普通信号或标准信号），34-64称之为实时信号，驱动编程与硬件相关。名字上区别不大。而前32个名字各不相同。

## 信号四要素 ##

1.  编号
2.  名称
3.  导致该信号的事件
4.  默认处理动作

可通过man 7 signal查看帮助文档获取。  
也可查看/usr/src/linux-headers-3.16.0-30/arch/s390/include/uapi/asm/signal.h

Signal     	Value     Action   Comment
    ────────────────────────────────────────────
    SIGHUP     	 1       Term    Hangup detected on controlling terminal or death of controlling process
    SIGINT      	 2       Term    Interrupt from keyboard
    SIGQUIT     	 3       Core    Quit from keyboard
    SIGILL       	 4       Core    Illegal Instruction
    SIGFPE      	 8       Core    Floating point exception
    SIGKILL      	 9       Term    Kill signal
    SIGSEGV    	 11      Core    Invalid memory reference
    SIGPIPE  	 13      Term    Broken pipe: write to pipe with no readers
    SIGALRM   	 14      Term    Timer signal from alarm(2)
    SIGTERM    	 15      Term    Termination signal
    SIGUSR1       30,10,16    Term    User-defined signal 1
    SIGUSR2       31,12,17    Term    User-defined signal 2
    SIGCHLD       20,17,18    Ign     Child stopped or terminated
    SIGCONT       19,18,25    Cont    Continue if stopped
    SIGSTOP       17,19,23    Stop    Stop process
    SIGTSTP       18,20,24    Stop    Stop typed at terminal
    SIGTTIN       21,21,26    Stop    Terminal input for background process
    SIGTTOU       22,22,27    Stop    Terminal output for background process

在标准信号中，有一些信号是有三个“Value”,中间的是在x86、arm等架构上使用的，另外两个是其他架构使用。一个‘-’表示在对应架构上尚未定义该信号。

*  信号默认动作：

1.  Term：终止进程
2.  Ign：忽略信号
3.  Core：终止进程，生成Core文件（检查进程死亡原因）。
4.  Stop：停止（暂停）进程
5.  Cont：继续运行进程

9号 SIGKILL 和19号SIGSTOP信号，不允许忽略和捕捉，只能执行默认动作。甚至不能将其设置为阻塞。

*  常规信号：

1) SIGHUP: 当用户退出shell时，由该shell启动的所有进程将收到这个信号，默认动作为终止进程
    2) SIGINT：当用户按下了<Ctrl+C>组合键时，用户终端向正在运行中的由该终端启动的程序发出此信号。默认动作为终止进程。
    3) SIGQUIT：当用户按下<ctrl+\>组合键时产生该信号，用户终端向正在运行中的由该终端启动的程序发出些信号。默认动作为终止进程。
    4) SIGILL：CPU检测到某进程执行了非法指令。默认动作为终止进程并产生core文件
    5) SIGTRAP：该信号由断点指令或其他 trap指令产生。默认动作为终止里程 并产生core文件。
    6) SIGABRT: 调用abort函数时产生该信号。默认动作为终止进程并产生core文件。
    7) SIGBUS：非法访问内存地址，包括内存对齐出错，默认动作为终止进程并产生core文件。
    8) SIGFPE：在发生致命的运算错误时发出。不仅包括浮点运算错误，还包括溢出及除数为0等所有的算法错误。默认动作为终止进程并产生core文件。
    9) SIGKILL：无条件终止进程。本信号不能被忽略，处理和阻塞。默认动作为终止进程。它向系统管理员提供了可以杀死任何进程的方法。
    10) SIGUSE1：用户定义的信号。即程序员可以在程序中定义并使用该信号。默认动作为终止进程。
    11) SIGSEGV：指示进程进行了无效内存访问。默认动作为终止进程并产生core文件。
    12) SIGUSR2：另外一个用户自定义信号，程序员可以在程序中定义并使用该信号。默认动作为终止进程。
    13) SIGPIPE：Broken pipe向一个没有读端的管道写数据。默认动作为终止进程。
    14) SIGALRM: 定时器超时，超时的时间 由系统调用alarm设置。默认动作为终止进程。
    15) SIGTERM：程序结束信号，与SIGKILL不同的是，该信号可以被阻塞和终止。通常用来要示程序正常退出。执行shell命令Kill时，缺省产生这个信号。默认动作为终止进程。
    16) SIGSTKFLT：Linux早期版本出现的信号，现仍保留向后兼容。默认动作为终止进程。
    17) SIGCHLD：子进程结束时，父进程会收到这个信号。默认动作为忽略这个信号。
    18) SIGCONT：如果进程已停止，则使其继续运行。默认动作为继续/忽略。
    19) SIGSTOP：停止进程的执行。信号不能被忽略，处理和阻塞。默认动作为暂停进程。
    20) SIGTSTP：停止终端交互进程的运行。按下<ctrl+z>组合键时发出这个信号。默认动作为暂停进程。
    21) SIGTTIN：后台进程读终端控制台。默认动作为暂停进程。
    22) SIGTTOU: 该信号类似于SIGTTIN，在后台进程要向终端输出数据时发生。默认动作为暂停进程。
    23) SIGURG：套接字上有紧急数据时，向当前正在运行的进程发出些信号，报告有紧急数据到达。如网络带外数据到达，默认动作为忽略该信号。
    24) SIGXCPU：进程执行时间超过了分配给该进程的CPU时间 ，系统产生该信号并发送给该进程。默认动作为终止进程。
    25) SIGXFSZ：超过文件的最大长度设置。默认动作为终止进程。
    26) SIGVTALRM：虚拟时钟超时时产生该信号。类似于SIGALRM，但是该信号只计算该进程占用CPU的使用时间。默认动作为终止进程。
    27) SGIPROF：类似于SIGVTALRM，它不公包括该进程占用CPU时间还包括执行系统调用时间。默认动作为终止进程。
    28) SIGWINCH：窗口变化大小时发出。默认动作为忽略该信号。
    29) SIGIO：此信号向进程指示发出了一个异步IO事件。默认动作为忽略。
    30) SIGPWR：关机。默认动作为终止进程。
    31) SIGSYS：无效的系统调用。默认动作为终止进程并产生core文件。
    34) SIGRTMIN ～ (64) SIGRTMAX：LINUX的实时信号，它们没有固定的含义（可以由用户自定义）。所有的实时信号的默认动作都为终止进程。

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[20181029100827415.png]: /images/20220503/43f71fea31bd4609946b2a1c58757df9.png