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分类: LINUX

2009-12-15 10:17:57


信号及信号处理--Linux信号介绍  
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转自【http://hi.baidu.com/monalisa88188/blog/item/ba04dd233f4a0aad4623e87a.html】

信号(signal)是一种软件中断,它提供了一种处理异步事件的方法,也是进程间惟一的异步通信方式。在Linux系统中,根据POSIX标准扩展以后的信号机制,不权可以用来通知某进程发生了什么事件,还可以给进程传递数据。
一、信号的来源
信号的来源可以有很多种方式,按照产生条件的不同可以分为硬件和软件两种方式。
1、硬件方式
当用户在终端上按下某些键时,将产生信号。如按下<ctrl+C>组合键后将产生一个SIGINT信号。
硬件异常产生信号:除数为0、无效的存储访问等。这些事件通常由硬件(如CPU)检测到,并将其通知给Linux操作系统内核,然后内核生成相应的信号,并把信号发送给该事件发生时正在运行的程序。
2、软件方式
用户在终端下调用kill命令向进程发送任意信号。
进程调用kill或sigqueue函数发送信号。
当检测到某种软件条件已经具备时发出信号,如由alarm或settimer设置的定时器超时时将生成SIGALRM信号。
二、信号的种类
在Shell下输入kill -l可显示Linux系统支持的全部信号,下表列出了全部信号:
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
信号的值在signal.h中定义,上面这些信号的含义如下:
(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:用户按下<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此信号。默认动作为终止进程并产生core文件。
(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。默认动作为终止进程并产生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,包括内存地址对齐(alignment)出错,默认动作为终止进程并产生core文件。
(8)SIGFPE:在发生致命的算术错误时发生。不仅包括浮点运行错误,还包括溢出及除数为0等所有的算术错误。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一种可以杀死任何进程的方法。
(10)SIGUSR1: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的内存访问。默认动作为终止进程并产生core文件。
(12)SIGUSR2:这是另外一个用户定义信号,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(terminate)信号,与SIGKILL不同的是,该信号可以被阻塞和处理。通常用来要求程序正常退出。执行Shell命令kill时,缺少产生这个信号。默认动作为终止进程。
(16)SIGCHLD:子程序结束时,父进程会收到这个信号。默认动作为忽略该信号。
(17)SIGCONT:让一个暂停的进程继续执行。
(18)SIGSTOP:停止(stopped)进程的执行。注意它和SIGTERM以及SIGINT的区别:该进程还未结束,只是暂停执行。本信号不能被忽略、处理和阻塞。默认动作为暂停进程。
(19)SIGTSTP:停止进程的动作,但该信号可以被处理和忽略。按下<Ctrl+Z>组合键时发出这个信号。默认动作为暂停进程。
(20)SIGTTIN:当后台进程要从用户终端读数据时,该终端中的所有进程会收到SIGTTIN信号。默认动作为暂停进程。
(21)SIGTTOU:该信号类似于SIGTIN,在后台进程要向终端输出数据时产生。默认动作为暂停进程。
(22)SIGURG:套接字(socket)上有紧急数据时,向当前正在运行的进程发出此信号,报告有紧急数据到达。默认动作为忽略该信号。
(23)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。
(24)SIGXFSZ:超过文件最大长度的限制。默认动作yl 终止进程并产生core文件。
(25)SIGVTALRM:虚拟时钟超时时产生该信号。类似于SIGALRM,但是它只计算该进程占用的CPU时间。默认动作为终止进程。
(26)SIGPROF:类似于SIGVTALRM,它不仅包括该进程占用的CPU时间还包括执行系统调用的时间。默认动作为终止进程。
(27)SIGWINCH:窗口大小改变时发出。默认动作为忽略该信号。
(28)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。
(29)SIGPWR:关机。默认动作为终止进程。
(30)SIGSYS:无效的系统调用。默认动作为终止进程并产生core文件。
(31)SIGRTMIN~SIGRTMAX:Linux的实时信号,它们没有固定的含义(或者说可以由用户自由使用)。注意,Linux线程机制使用了前3个实时信号。所有的实时信号的默认动作都是终止进程。
1、可靠信号与不可靠信号
SIGHUP(1号)到SIGSYS(31号)之间的信号都是继承自UNIX系统是不可靠信号。Linux系统根据POSIX标准定义了 SIGRTMIN(33号)与SIGRTMAX(64号)之间的信号,它们都是可靠信号,也称为实时信号。 我们注意到Linux下没有16和32号信号。 在Linux系统中,信号的可靠性是指信号是否会丢失,或者说该信号是否支持排队。当导致产生信号的事件发生时,内核就产生一个信号。信号产生后,内核通 常会在进程表中设置某种形式的标志。当内核设置了这个标志,我们就说内核向一个进程递送了一个信号。信号产生(generate)和递送 (delivery)之间的时间间隔,称主信号未决(pending)。
进程可以调用sigpending将信号设置为阻塞,如果为进程产生一个阻塞的信号,而对该信号的动作是捕捉该信号(即不忽略信号),则内核将为该进程的 此信号保持为未决状态,直到该进程对此信号解除阻塞或对此信号的响应更改为忽略。如果在进程解除对某个信号的阻塞之前,这种信号发生了多次,那么如果信号 被递送多次(即信号在未决信号队列里面排队),则称之为可靠信号;只被递送一次的信号称为不可靠信号。
2、信号的优先级:信号实质上是软中断,中断有优先级,信号也有优先级。如果一个进程有多个未决信号,则对于同一个未决的实时信号,内核将按照发送的顺序来递送信号。如果存 在多个未决的实时信号,则值(或者说编号)越小的越先被递送。如果既存在不可靠信号,又存在可靠信号(实时信号),虽然POSIX对这一情况没有明确规 定,但Linux系统和大多数遵循POSIX标准的操作系统一样,将优先递送不可靠信号。
三、进程对信号的响应
当信号发生时,用户可以要求进程以下列3种方式之一对信号做出响应。
捕捉信号。对于要捕捉的信号,可以为其指定信号处理函数,信号发生时该函数自动被调用,在该函数内部实现对该信号的处理。
忽略信号。大多数信号都可使用这种方式进程处理,但是SIGKILL和SIGSTOP这两个信号不能被忽略,同时这两个信号也不能被捕获和阻塞。此外,如果忽略某些由硬件异常产生的信号(如非法存储访问或除以0),则进程的行为是不可预测的。
按照系统默认方式处理。大部分信号的默认操作是终止进程,且所有的实时信号的默认动作都是终止进程。

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