linux_信号概念、事件、状态、常见信号解释、信号屏蔽字、未决信号集

  今天来分享一下信号的学习，主要是一些基础概念和一些linux常见信号的解释，希望能对大家有所帮助，话不多说，上菜：

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1.信号概念

  当进程A给进程B发送信号时，进程B收到信号之前是执行自己的代码，收到进程A的信号后，不管执行到程序的什么位置，都要暂停运行，去处理信号，处理完毕再继续执行自己的代码。
  与硬件中断类似——异步模式。但信号是软件层面上实现的中断，常被称为**“软中断”**。

信号的特点：
  ①信号具有延时性。因为信号是通过软件方法实现的，所以导致信号有很强的延时性，但这种延时性是对于CPU来说的，对于用户来说这种延时性是不易察觉的。
  ②信号是一种异步通信方式；
  ③信号可以直接进行用户空间进程和内核空间进程的交互，内核进程可以利用它来通知用户空间进程发生了哪些系统事件。即每个进程收到的所有信号，都是由内核负责发送的，内核处理。

2.信号相关的事件和状态

  在linux中，我们写C语言代码编译完运行可执行程序时经常做的一个操作ctrl+c，大家都知道这个操作是终止进程，可是该操作为什么能终止进程呢？
  其实就是你执行ctrl+c后，相当于产生了一个信号，你所在的终端进程就将这个信号发给你运行的进程，而这个信号就是能杀死你进程的信号。

产生信号:
  1. 按键产生，如：Ctrl+c、Ctrl+z、Ctrl+
  2. 系统调用产生，如：kill、raise、abort
  3. 软件条件产生，如：定时器alarm
  4. 硬件异常产生，如：非法访问内存(段错误)、除0(浮点数例外)、内存对齐出错(总线错误)
  5. 命令产生，如：kill命令

递达：
  递送并且到达进程。
未决：
  产生和递达之间的状态。主要由于阻塞(屏蔽)导致该状态。
信号的处理方式:
  1. 执行默认动作
  2. 忽略(丢弃)
  3. 捕捉(调用户处理函数)

  在Linux内核的进程控制块PCB是一个结构体，task_struct, 除了包含进程id，状态，工作目录，用户id，组id，文件描述符表等，还包含了信号相关的信息，主要指阻塞信号集和未决信号集。

阻塞信号集(信号屏蔽字)
  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。

3.linux中的常规信号解释

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。

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

  可以运行kill -l命令查看这些信号信息。

关于kill的介绍可以查看该文章第五章节：
linux学习教程，常用命令大全，入门手册(详细且全面)，linux课程超5万字总结[记得收藏]

  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。

4.信号4要素

与变量三要素类似的，每个信号也有其必备4要素，分别是：
  1. 编号 2. 名称 3. 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
────────────────────────────────────────────

  不能捕获、阻止或忽略信号SIGKILL和SIGSTOP。
  在标准信号中，有一些信号是有三个“Value”，第一个值通常对alpha和sparc架构有效，中间值针对x86、arm和其他架构，最后一个应用于mips架构。一个‘-’表示在对应架构上尚未定义该信号。
  不同的操作系统定义了不同的系统信号。因此有些信号出现在Unix系统内，也出现在Linux中，而有的信号出现在FreeBSD或Mac OS中却没有出现在Linux下。这里我们只研究Linux系统中的信号。

默认动作：
  Term：终止进程
  Ign： 忽略信号 (默认即时对该种信号忽略操作)
  Core：终止进程，生成Core文件。(查验进程死亡原因， 用于gdb调试)
  Stop：停止（暂停）进程
  Cont：继续运行进程

以上就是本次分享了，希望能对广大网友带来帮助。