Использование сигналов Linux

Сигналы в Unix указывают ядру, что надо прервать нормальное планирование процесса и завершить/остановить его, или, вместо продолжения выполнения процесса с места остановки, выполнить функцию — обработчик сигнала (interrupt handler), и лишь затем продолжить выполнение основного кода.

Сигналы, предназначенные процессу, создаются (отправляются) в нескольких ситуациях: при аппаратных сбоях, при срабатывании особого таймера, при обработке спецсимволов (Ctrl C, Ctrl Z) драйвером управляющего терминала, с помощью системного вызова kill (). В зависимости от причины, отправляются сигналы разных типов. Тип сигнала обозначается целым числом (номером).

В Linux сигналы нумеруются от 1 до 64. Сигнал может быть отправлен отдельной нити процесса, процессу в целом или группе процессов. Для каждого номера сигнала в процессе (нити) предусмотрено некоторое действие (действие по умолчанию, игнорирование или вызов пользовательской функции). Доставка сигнала заключается в выполнении этого действия.

Жизненный цикл сигналов в Linux

Сигналы проходят три стадии. Они производятся в основном на этапе генерации ядром или каким-либо процессом и обозначаются числом. Работают легко и быстро, так как на них нет дополнительной нагрузки. Но если вы посмотрите в стандарт POSIX, вы увидите, что сигналы реального времени могут передавать дополнительные данные.

Фаза доставки сигналов наступает после фазы генерации. Обычно сигналы доходят до приложения от ядра как можно быстрее. Однако иногда приложения могут блокировать сигналы при выполнении критических операций. В таких случаях сигнал остается в ожидании до тех пор, пока не состоится транзакция.

Между отправкой сигнала и его доставкой проходит некоторое непредсказуемое время, поскольку, обычно, сигналы обрабатываются (доставляются) при выходе из системных вызовов или в тот момент, когда планировщик назначает процесс на выполнение. Исключением является доставка сигнала SIGKILL остановленным процессам. Для большинства сигналов можно явно приостановить доставку с помощью установки маски блокирования доставки sigprocmask(), и, в случае необходимости, удалить сигнал без обработки с помощью sigwait(). Это так называемые маскируемые (программные) прерывания.

Сигналы SIGKILL и SIGSTOP не могут быть заблокированы или проигнорированы и на них нельзя установить свой обработчик.

Действия по умолчанию:

• SIGSTOP, SIGTSTP, SIGTTIN, SIGTTOU — остановка процесса
• SIGCONT — запуск остановленного процесса
• SIGCHLD — игнорируется
• SIGQUIT, SIGILL, SIGTRAP, SIGABRT, SIGFPE, SIGSEGV — сохранение дампа памяти и завершение (Linux)
• остальные — завершение процесса

Примеры использования сигналов

• SIGKILL, SIGTERM, SIGINT, SIGHUP — завершение процесса. SIGKILL — не может быть проигнорирован, остальные могут. SIGTERM — оповещение служб о завершении работы ОС, SIGINT — завершение программы по нажатию Ctrl C, SIGHUP — оповещение программ, запущенных через модемное соединение, об обрыве связи (в настоящее время практически не используется).
• SIGILL, SIGFPE, SIGBUS, SIGSEGV — аппаратный сбой. SIGILL — недопустимая инструкция CPU, SIGFPE — ошибка вычислений с плавающей точкой (деление на ноль), SIGBUS — физический сбой памяти, SIGSEGV — попытка доступа к несуществующим (защищенным) адресам памяти.
• SIGSTOP, SIGCONT — приостановка и продолжение выполнения процесса
• SIGPIPE — попытка записи в канал или сокет, у которого нет читателя
• SIGCHLD — оповещение о завершении дочернего процесса.

Для того, чтобы создать программный сигнал, используется команда kill. Синтаксис команды такой:

kill <-SignalName> <PID>

Полный список номеров и названий сигналов, которые можно вызвать этой командой, можно посмотреть через команду

kill -l
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 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

Описание сигналов доступно в PDF документе: Описание сигналов Linux