signal

本文详细解读Linux信号及其在进程管理中的作用,包括SIGHUP到SIGXFSZ的信号含义,以及如何使用sigaction函数和相关结构来定制信号处理。特别关注信号捕获、忽略和默认动作,以及异常处理和信号堆栈的使用案例。

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signal

信号提供一种机制,告诉用户进程发生了那些异常。

linux信号量

编号信号名称缺省动作说明
1SIGHUP终止终止控制终端或进程
2SIGINT终止键盘产生的中断(Ctrl-C)
3SIGQUITdump键盘产生的退出
4SIGILLdump非法指令
5SIGTRAPdumpdebug中断
6SIGABRT/SIGIOTdump异常中止
7SIGBUS/SIGEMTdump总线异常/EMT指令
8SIGFPEdump浮点运算溢出
9SIGKILL终止强制进程终止
10SIGUSR1终止用户信号,进程可自定义用途
11SIGSEGVdump非法内存地址引用
12SIGUSR2终止用户信号,进程可自定义用途
13SIGPIPE终止向某个没有读取的管道中写入数据
14SIGALRM终止时钟中断(闹钟)
15SIGTERM终止进程终止
16SIGSTKFLT终止协处理器栈错误
17SIGCHLD忽略子进程退出或中断
18SIGCONT继续如进程停止状态则开始运行
19SIGSTOP停止停止进程运行
20SIGSTP停止键盘产生的停止
21SIGTTIN停止后台进程请求输入
22SIGTTOU停止后台进程请求输出
23SIGURG忽略socket发生紧急情况
24SIGXCPUdumpCPU时间限制被打破
25SIGXFSZdump文件大小限制被打破
26SIGVTALRM终止虚拟定时时钟
27SIGPROF终止profile timer clock
28SIGWINCH忽略窗口尺寸调整
29SIGIO/SIGPOLL终止I/O可用
30SIGPWR终止电源异常
31SIGSYS/SYSUNUSEDdump系统调用异常

sigaction 函数

int sigaction(int signum, // 信号量
			  const struct sigaction *act, // 设置对信号量新的处理方式
			  struct sigaction *oldact);   // oldact如果非空,会将原来的信号量处理方式保存到oldact

sigaction结构体

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_handle, 指定信号捕捉后的处理函数名(即注册函数)。也可赋值为

    • SIG_IGN表忽略
    • SIG_DFL表执行默认动作
  • sa_sigaction, 如果sa_flags 设置了SA_SIGINFO, sa_sigaction可以替代sa_handle指定信号捕捉后处理函数名(即注册函数)

    • int, signal num
    • siginfo_t *
    • ucontext_t (cast to void *)
  • sa_flags, 修改信号行为的标志

  • sa_mask, 调用信号处理函数时,所要屏蔽的信号集合

  • sa_restorer, 为了返回旧的信号处理程序,但现在应该是已经弃用了

  • SA_ONSTACK 在信号处理程序的执行期间使用备用信号堆栈。[1,2]

    Here is one example…a process has a limit on the size of the stack. If a process exceeds that limit it will get a signal, often SIGSEGV, but it can vary from os to os. Now, how can you catch that signal? Without an alternate stack, the signal handler could never run.

    I had this exact situation once. A process was dying from a blown stack but its current directory was in a filesystem that was too small to hold a core dump. My handler needed to catch the signal, cd to a large filesystem, set the signal action back to default, and resend the signal to itself. I could not have done that without an alternate stack.

    That was the only time that I needed an alternate stack.

  • SA_RESTART, 当信号处理函数返回后, 被该信号中断的系统调用将自动恢复.[3]

  • SA_SIGINFO, sa_sigaction可以替代sa_handle指定信号捕捉后处理函数名(即注册函数)

siginfo_t

typedef struct {
    int si_signo;
    int si_code;
    union sigval si_value;
    int si_errno;
    pid_t si_pid;
    uid_t si_uid;
    void *si_addr;
    int si_status;
    int si_band;
} siginfo_t;
  • si_signo, signal number
  • si_code
  • si_errno
  • si_pid, 发送该信息的进程pid
  • si_uid, 发送该信息的用户uid
  • si_addr, 错误发生的地址

sigaddset

int sigaddset(sigset_t *set, int signum);
typedef struct {
	unsigned long sig[_NSIG_WORDS];
} sigset_t

sigemptyset

int sigemptyset(sigset_t *set)

将参数set信号集初始化并清空

pthread_sigmask

屏蔽某个线程对某些信号的 响应处理

int pthread_sigmask(int how, const sigset_t *set, sigset_t *oldset);
How:
SIG_BLOCK:     结果集是当前集合参数集的并集
SIG_UNBLOCK: 结果集是当前集合参数集的差集
SIG_SETMASK: 结果集是由参数集指向的集

sigfillset

int sigfillset(sigset_t *set);

set指向的信号集中将包含linux支持的信号量

sigdelset

int sigdelset(sigset_t *set, int signum);

在set指向的信号集中删除signum信号

ucontext_t

// ucontext.h
typedef struct ucontext {
  unsigned long int uc_flags;
  struct ucontext *uc_link; // 指向一个上下文,当当前上下文结束时,将返回执行该上下文
  stack_t uc_stack; // 栈信息
  mcontext_t uc_mcontext; // 保存上下文的各种寄存器信息
  __sigset_t uc_sigmask; // 屏蔽的信号量集合
  struct _libc_fpstate __fpregs_mem;
} ucontext_t;

stack_t

typedef struct {
  void *ss_sp; // 栈空间指针,指向当前栈所在的位置
  int ss_flags; // 栈空间的flags
  size_t ss_size; // 整个栈的大小
} stack_t;

mcontext_t

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