Сігналы (UNIX)

Сігналы ў UNIX, Unix-падобных і іншых POSIX-сумяшчальных аперацыйных сістэмах з’яўляюцца адным з сродкаў узаемадзеяння паміж працэсамі (англ.: IPC, inter-process communication). Фактычна, сігнал — гэта асінхроннае паведамленне працэсу аб якой-небудзь падзеі. Калі сігнал дасланы працэсу, аперацыйная сістэма прыпыняе выконванне працэсу. Калі працэс усталяваў уласны апрацоўшчык сігналу, аперацыйная сістэма запускае гэты апрацоўшчык, перадаўшы яму інфармацыю аб сігнале. Калі працэс не ўсталяваў апрацоўшчык, то выконваецца апрацоўшчык па змоўчванню.

Назвы сігналаў «SIG…» з’яўляюцца лікавымі канстантамі (макравызначэннямі Сі) са значэннямі, якія вызначаюцца ў загалоўкавым файле signal.h. Лікавыя значэнні сігналаў могуць адрознівацца ў розных сістэмах, хоць асноўная іх частка мае ў розных сістэмах адны і тыя ж значэнні. Утыліта kill дазваляе задаваць сігнал як лічбай, так і сімвальным пазначэннем.

Пасылка сігналаў

Сігналы дасылаюцца:

• з тэрмінала, націсканнем спецыяльных клавіш ці іх камбінацый (напрыклад, націсканне Ctrl-C генеруе SIGINT, а Ctrl-Z SIGTSTP);
• ядром сістэмы:
  • пры ўзнікненні апаратных выключэнняў (недапушчальных інструкцый, парушэннях пры звяртанні ў памяць, сістэмных збоях і г. д.);
  • пры памылковых сістэмных выкліках;
  • для інфармавання аб падзеях увода-вывада;
• адным працэсам другому (ці самому сабе), з дапамогай сістэмнага выкліку kill(), у тым ліку:
  • з каманднага радка, утылітай /bin/kill.

Сігналы не могуць быць дасланы працэсу, які завяршыўся і знаходзіцца ў стане «зомбі».

Апрацоўка сігналаў

Апрацоўшчык па змоўчванню для большасці сігналаў завяршае выкананне працэсу. Для альтэрнатыўнай апрацоўкі ўсіх сігналаў, за выключэннем SIGKILL і SIGSTOP, працэс можа вызначыць свой апрацоўшчык ці ігнараваць іх узнікненне мадыфікаваннем сваёй сігнальнай маскі.

Бяспека

Працэс (ці карыстальнік з шэла) з эфектыўным UID, не роўным 0 (UID суперкарыстальніка), можа дасылаць сігналы толькі працэсам з тым жа UID.

Класіфікацыя сігналаў

POSIX вызначае 28 сігналаў, якія можна класіфікаваць наступным чынам:

Назва	Дзеянне па змоўчванню	Апісанне	Тып
SIGABRT	Завяршэнне з дампам памяці	Сігнал, што дасылаецца функцыяй abort()	Кіраванне
SIGALRM	Завяршэнне	Сігнал сканчэння часу, зададзенага alarm()	Паведамленне
SIGBUS	Завяршэнне з дампам памяці	Няправільны зварот у фізічную памяць	Выключная сітуацыя
SIGCHLD	Ігнаруецца	Даччыны працэс завершаны ці спынены	Паведамленне
SIGCONT	Працягнуць выконванне	Працягнуць выконванне раней прыпыненага працэсу	Кіраванне
SIGFPE	Завяршэнне з дампам памяці	Памылковая арыфметычная аперацыя	Выключэнне
SIGHUP	Завяршэнне	Закрыццё тэрмінала	Паведамленне
SIGILL	Завяршэнне з дампам памяці	Недапушчальная інструкцыя працэсара	Выключная сітуацыя
SIGINT	Завяршэнне	Сігнал спынення (Ctrl-C) з тэрмінала	Кіраванне
SIGKILL	завяршэнне	Безумоўнае завяршэнне	кіраванне
SIGPIPE	Завяршэнне	Запіс у разарванае злучэнне (pipe, socket)	Паведамленне
SIGQUIT	Завяршэнне з дампам памяці	Сігнал «Quit» з тэрмінала (Ctrl-\)	Кіраванне
SIGSEGV	Завяршэнне з дампам памяці	Парушэнне пры звароце да памяці	Выключная сітуацыя
SIGSTOP	спыненне працэсу	Спыненне выканання працэсу	кіраванне
SIGTERM	Завяршэнне	Сігнал завяршэння (сігнал па змоўчванню для ўтыліты kill)	Кіраванне
SIGTSTP	Прыпыненне працэсу	Сігнал прыпынення выканання з тэрмінала (Ctrl-Z).	Кіраванне
SIGTTIN	Прыпыненне працэсу	Спроба чытання з тэрмінала фонавым працэсам	Кіраванне
SIGTTOU	Прыпыненне працэсу	Спроба запісу на тэрмінал фонавым працэсам	Кіраванне
SIGUSR1	Завяршэнне	Карыстальніцкі сігнал № 1	Вызначаецца карыстальнікам
SIGUSR2	Завяршэнне	Карыстальніцкі сігнал № 2	Вызначаецца карыстальнікам
SIGPOLL	Завяршэнне	Падзея, якая адсочваецца poll()	Паведамленне
SIGPROF	Завяршэнне	Сканчэнне таймера прафілявання	Адладка
SIGSYS	Завяршэнне з дампам памяці	Няправільны сістэмны выклік	Выключэнне
SIGTRAP	Завяршэнне з дампам памяці	Пастка трасіроўкі ці брэйкпойнт	Адладка
SIGURG	Ігнаруецца	На сокеце атрыманы тэрміновыя даныя	Паведамленне
SIGVTALRM	Завяршэнне	Сканчэнне «віртуальнага таймера»	Паведамленне
SIGXCPU	Завяршэнне з дампам памяці	Працэс перавысіў ліміт працэсарнага часу	выключная сітуацыя
SIGXFSZ	Завяршэнне з дампам памяці	Працэс перавысіў дапушчальны памер файла	выключная сітуацыя

Пры апрацоўцы выключных сітуацый і адладкавых сігналаў перад завяршэннем працэс можа запісаць у бягучы каталог файл з дампам памяці працэсу (англ.: core image), з дапамогай якога, адладчык можа узнавіць умовы, пры якіх узнікла дадзеная выключная сітуацыя. Часам (напрыклад, для праграм, якія выконваюцца ад імя суперкарысальніка) дамп памяці не ствараецца з меркавання бяспекі.

SA_SIGINFO

Звычайна апрацоўшчык сігналу атрымоўвае толькі адзін аргумент — нумар сігналу (гэта дазваляе ужываць адну функцыю-апрацоўшчык для некалькіх сігналаў). Калі пры заданні апрацоўшчыка сігналу (функцыяй sigaction()) указаць опцыю SA_SIGINFO, то ў апрацоўшчык будуць перададзены яшчэ два аргументы:

1. указальнік на структуру siginfo_t, якая мае ў складзе:
   • бітавая маска дадатковых «кодаў сігналу», што вызначае прычыну яго ўзнікнення;
   • ідэнтыфікатар працэсу (PID), які даслаў сігнал;
   • эфектыўны ідэнтыфікатар карыстальніка (UID), ад імя якога выконваецца працэс (напрыклад, утыліта kill), якая даслала сігнал;
   • адрас інструкцыі, у якой узнікла выключэнне;
   • і г. д.
2. указальнік на «машынны кантэкст» на момант узнікнення сігналу (са «стэкам сігналу» — дадатковымі данымі, якія змяшчаюцца ў стэк пры выкліку некаторых сігналаў-выключэнняў).

Большасць дадатковых кодаў спецыфічныя для кожнага сігналу. Коды, агульныя для ўсіх сігналаў:

Код	Апісанне
SI_USER	Сігнал дасланы функцыяй kill() (ці ўтылітай kill)
SI_QUEUE	Сігнал дасланы функцыяй sigqueue()
SI_TIMER	Сігнал дасланы па сканчэнні часу, вызначанага функцыяй timer_settime()
SI_ASYNCIO	Сігнал дасланы па сканчэнні запыту на «асінхронны увод-вывад»
SI_MESGQ	Сігнал дасланы па з’яўленні паведамлення ў пустой «чарзе паведамленняў Unix»

Гл. таксама

• kill
• killall

Спасылкі

• Signal Concepts (англ.) — Канцэпцыя сігналаў (IEEE Std 1003.1, 2004 Edition)
• signal.h (англ.) — Апісанне структур і канстантаў, звязаных з сігналамі (IEEE Std 1003.1, 2004 Edition)
• Правила использования сигналов в Unix (руск.) — «Правила игры в сигналы Unix» (Сообщение в конференции RU.UNIX.PROG)