Linux 信号详解与应用-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/luyuncheng/article/details/49130067

本文详细介绍了Linux系统的信号机制，包括信号的概念、产生、阻塞和捕捉。重点讲解了信号的产生条件，如终端操作、函数调用和软件条件。接着探讨了信号的阻塞，包括信号集操作函数、`sigprocmask`和`sigpending`函数的使用。此外，还深入分析了信号的捕捉，如`sigaction`函数和`pause`函数的运用。最后，文章提到了信号处理中的可重入函数概念和`sig_atomic_t`类型，以及处理竞态条件的`sigsuspend`函数。同时，强调了`SIGCHLD`信号在处理子进程结束时的作用。

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Linux 信号

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信号的概念

最常见的信号就是在bash下启动一个程序按Ctrl＋c 产生的硬件中断。如果CPU当前正在执行当前代码，则该进程的用户空间代码暂停，CPU就从用户态切换到内核态处理中断。

BTW：Ctrl－c产生的信号只能是前台进程发送，有些通过命令后＋&放到后台运行，这样不必等待进程结束就可以接受新的命令，shell就可以在一个前台进程的同时跑多个后台进程，信号相对于进程的控制流程来说是异步的。

系统定义的信号列表

luyunchengdeMacBook-Pro:~ luyuncheng$ kill -l
1) SIGHUP    2) SIGINT   3) SIGQUIT  4) SIGILL
5) SIGTRAP   6) SIGABRT  7) SIGEMT   8) SIGFPE
9) SIGKILL  10) SIGBUS  11) SIGSEGV 12) SIGSYS
13) SIGPIPE 14) SIGALRM 15) SIGTERM 16) SIGURG
17) SIGSTOP 18) SIGTSTP 19) SIGCONT 20) SIGCHLD
21) SIGTTIN 22) SIGTTOU 23) SIGIO   24) SIGXCPU
25) SIGXFSZ 26) SIGVTALRM   27) SIGPROF 28) SIGWINCH
29) SIGINFO 30) SIGUSR1 31) SIGUSR2

这些编号和宏定义以及介绍在usr/include/signal.h可以找到。

./asm-generic/signal.h:10:#define SIGHUP         1
./x86_64-linux-gnu/bits/signum.h:33:#define SIGHUP      1   /* Hangup (POSIX).  */
./x86_64-linux-gnu/asm/signal.h:19:#define SIGHUP        1

在编号34以上为实时信号，34以下为非实时信号。

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
SIGABRT	6	Core	Abort signal from abort(3)
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 read
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	~~	Continue if stopped
SIGSTOP	17,19,23	Stop	Stop process
SIGTSTP	18,20,24	Stop	Stop typed at tty
SIGTTIN	21,21,26	Stop	tty input for background process
SIGTTOU	22,22,27	Stop	tty output for background process

其中Action中，Term表示终止当前进程，Core表示终止当前进程并且CoreDump，Ign表示忽略信号，Stop表示停止当前进程，Cont表示继续执行先前停止的进程。

产生信号的条件有：

bash按下时，终端会发送信号给前台，Ctrl-C产生SIGINT信号，Ctrl-\产生SIGQUIT信号，Ctrl-Z产生SIGTSTP信号，上述信号使得进程停止。
硬件异常信号，条件由硬件检测到并通知内核，然后内核向当前进程发送信号。例如执行了除以0的指令，CPU的运算单元会产生异常，内核将这个异常解释为SIGFPE信号发送给进程。再比如当前进程访问了非法内存地址，，MMU会产生异常，内核将这个异常解释为SIGSEGV信号发送给进程。
一个进程调用kill(2)函数可以发送信号给另一个进程。
可以用kill(1)命令发送信号给某个进程，kill(1)命令也是调用kill(2)函数实现的，如果不明确指定信号则发送SIGTERM信号，该信号的默认处理动作是终止进程。
当内核检测到某种软件条件发生时也可以通过信号通知进程，例如闹钟超时产生SIGALRM信号，向读端已关闭的管道写数据时产生SIGPIPE信号。