SIGNAL(7) | Podręcznik programisty Linuksa | SIGNAL(7) |
signal - przegląd sygnałów
Linux wspiera zarówno rzeczywiste sygnały POSIX-owe (zwane dalej "sygnałami standardowymi"), jak i sygnały POSIX-owe czasu rzeczywistego.
Każdy sygnał ma przypisane bieżące zachowanie, które określa reakcję procesu na dostarczony sygnał.
Wpisy w kolumnie "Akcja" tabeli określają domyślne zachowanie dla danego sygnału, jako jedno z następujących:
Proces może zmienić zachowanie się sygnału, używając sigaction(2) lub signal(2) (to drugie jest mniej przenośne, jeśli chodzi o ustawianie akcji obsługi sygnału; szczegóły opisano w signal(2)). Używając tych wywołań systemowych, proces może wybrać jedną z poniższych reakcji na dostarczenie sygnału: wykonać domyślną akcję, zignorować sygnał, przejąć sygnał wykonując akcję obsługi sygnału, czyli podaną przez programistę funkcję, wywoływaną automatycznie po dostarczeniu sygnału (Domyślnie procedura obsługi sygnału jest uruchamiana na normalnym stosie procesu. Można to zmienić, tak żeby używany był stos alternatywny; szczegóły, jak i po co to robić, można znaleźć w sigaltstack(2)).
Zachowanie sygnału jest atrybutem poszczególnych procesów: w aplikacji wielowątkowej zachowanie danego sygnału jest takie samo dla wszystkich wątków.
Dziecko utworzone przez fork(2) dziedziczy kopię ustawień sygnałów od swojego rodzica. Podczas wywołania execve(2) przywracane są wartości domyślne ustawień, z wyjątkiem ustawienia ignorowania sygnału, które nie jest zmieniane.
Następujące wywołania systemowe lub funkcje biblioteczne umożliwiają wysyłanie sygnałów:
Następujące wywołania systemowe zawieszają wykonywanie wywołującego je procesu lub wątku do momentu obsłużenia sygnału (lub do momentu, w którym nieobsłużony sygnał spowoduje zakończenie procesu).
Zamiast asynchronicznego przechwytywania sygnału przez procedurę jego obsługi, możliwe jest synchroniczne akceptowanie sygnałów, czyli blokowanie wykonywania do czasu dostarczenia sygnału, w którym to momencie jądro zwraca informacje o sygnale do funkcji wywołującej. W ogólności można to zrobić na dwa sposoby:
Sygnał może być zablokowany, co oznacza, że nie zostanie dostarczony, dopóki się go nie odblokuje. Sygnał jest nazywany oczekującym, jeżeli został już wygenerowany, ale nie został jeszcze dostarczony.
Każdy wątek procesu ma swoją niezależną maskę sygnałów, określającą zbiór sygnałów obecnie blokowanych przez wątek. Wątek może zmieniać maskę sygnałów, używając pthread_sigmask(3). Tradycyjna, jednowątkowa aplikacja może do tego celu użyć sigprocmask(2).
Dziecko utworzone przez fork(2) dziedziczy kopię maski sygnałów od swojego rodzica. Maska jest zachowywana podczas wywołań execve(2).
Sygnał może być wygenerowany (i w związku z tym oczekujący) dla procesu jako całości (np. wysłany za pomocą kill(2)) lub dla określonego wątku (np. niektóre sygnały, takie jak SIGSEGV lub SIGPFPE, generowane w konsekwencji użycia określonej instrukcji języka maszynowego oraz sygnały wysłane za pomocą pthread_kill(2), są skierowane do wątku). Sygnał skierowany do procesu może być dostarczony do któregokolwiek z jego wątków, który nie blokuje tego sygnału. Jeżeli więcej niż jeden wątek nie blokuje sygnału, to jądro dostarczy sygnał do przypadkowo wybranego wątku.
Wątek może pobrać zbiór obecnie oczekujących sygnałów, używając sigpending(2). Zbiór ten będzie zawierał sygnały oczekujące skierowane zarówno do całego procesu, jak i do wywołującego wątku.
Zbiór sygnałów oczekujących dziecka utworzonego przez fork(2) jest na samym początku pusty. Zbiór ten jest zachowywany podczas execve(2).
Linux obsługuje wymienione poniżej sygnały standardowe. Numery niektórych sygnałów zależą od architektury, co pokazano w kolumnie "Wartość". Jeżeli podano trzy wartości, to zazwyczaj pierwsza obowiązuje dla architektur alpha i sparc, środkowa dla x86, arm i większości innych architektów, a ostatnia dla mips. Znak - oznacza, że sygnał dla danej architektury nie występuje.
Najpierw sygnały opisane w pierwotnym standardzie POSIX.1-1990
Sygnał | Wartość | Akcja | Komentarz |
SIGHUP | 1 | Term | Zawieszenie wykryte na terminalu kontrol. |
lub śmierć procesu kontrolującego | |||
SIGINT | 2 | Term | Przerwanie nakazane z klawiatury |
SIGQUIT | 3 | Core | Wyjście nakazane z klawiatury |
SIGILL | 4 | Core | Nielegalna instrukcja |
SIGABRT | 6 | Core | Sygnał abort od abort(3) |
SIGFPE | 8 | Core | Wyjątek zmiennoprzecinkowy |
SIGKILL | 9 | Term | Sygnał Kill |
SIGSEGV | 11 | Core | Nieprawidłowa referencja pamięciowa |
SIGPIPE | 13 | Term | Uszkodzony potok: zapis do potoku bez |
odbiorców | |||
SIGALRM | 14 | Term | Sygnał timera od alarm(2) |
SIGTERM | 15 | Term | Sygnał zakończenia pracy |
SIGUSR1 | 30,10,16 | Term | Sygnał 1 użytkownika |
SIGUSR2 | 31,12,17 | Term | Sygnał 2 użytkownika |
SIGCHLD | 20,17,18 | Ign | Potomek zatrzymał się lub zakończył pracę |
SIGCONT | 19,18,25 | Cont | Kontynuuj, jeśli się zatrzymał |
SIGSTOP | 17,19,23 | Stop | Zatrzymaj proces |
SIGTSTP | 18,20,24 | Stop | Zatrzymanie napisane z terminala |
SIGTTIN | 21,21,26 | Stop | Wejście terminala dla procesu w tle |
SIGTTOU | 22,22,27 | Stop | Wyjście terminala dla procesu w tle |
Sygnałów SIGKILL oraz SIGSTOP nie można przechwycić, zablokować ani zignorować.
Następnie sygnały niewystępujące w standardzie POSIX.1-1990, ale opisane w SUSv2 i POSIX.1-2001.
Sygnał | Wartość | Akcja | Komentarz |
SIGBUS | 10,7,10 | Core | Błąd szyny (niepr. dostęp do pamięci) |
SIGPOLL | Term | Zdarzenie odpytywalne (Sys V). | |
Synonim dla SIGIO | |||
SIGPROF | 27,27,29 | Term | Przeterminowanie zegara profilowego |
SIGSYS | 12,31,12 | Core | Niewłaściwy argument funkcji (SVr4) |
SIGTRAP | 5 | Core | Śledzenie/pułapka kontrolna |
SIGURG | 16,23,21 | Ign | Pilny warunek na gnieździe (BSD 4.2) |
SIGVTALRM | 26,26,28 | Term | Wirtualny zegar alarmu (BSD 4.2) |
SIGXCPU | 24,24,30 | Core | Przekroczone ogran. czasu CPU (BSD 4.2) |
SIGXFSZ | 25,25,31 | Core | Przekr. ogran. rozmiaru pliku (BSD 4.2) |
Do wersji 2.2 Linuksa (włącznie) domyślne zachowanie dla sygnałów SIGSYS, SIGXCPU, SIGXFSZ oraz (na architekturach innych niż SPARC i MIPS) SIGBUS polegało na przerwaniu procesu (bez zrzutu pamięci). (W niektórych innych Uniksach domyślne zachowanie dla SIGXCPU i SIGXFSZ polega na przerwaniu procesu bez zrzutu pamięci). Linux 2.4 jest zgodny ze wymaganiami standardu POSIX.1-2001 dotyczącymi tych sygnałów i przerywa proces ze zrzutem pamięci.
A teraz różne inne sygnały.
Sygnał | Wartość | Akcja | Komentarz |
SIGIOT | 6 | Core | pułapka IOT. Synonim SIGABRT |
SIGEMT | 7,-,7 | Term | |
SIGSTKFLT | -,16,- | Term | Błąd stosu koprocesora (nieużywany) |
SIGIO | 23,29,22 | Term | I/O teraz możliwe (BSD 4.2) |
SIGCLD | -,-,18 | Ign | Synonim SIGCHLD |
SIGPWR | 29,30,19 | Term | Błąd zasilania (System V) |
SIGINFO | 29,-,- | Synonim SIGPWR | |
SIGLOST | -,-,- | Term | Utracono blokadę pliku (nieużywane) |
SIGWINCH | 28,28,20 | Ign | Sygnał zmiany rozm. okna (BSD 4.3, Sun) |
SIGUNUSED | -,31,- | Core | Synonimiczny z SIGSYS |
(Sygnał 29 oznacza SIGINFO / SIGPWR na architekturze alpha, lecz SIGLOST na architekturze sparc).
SIGEMT nie jest wymieniony w POSIX.1-2001, lecz pomimo to pojawia się w większości innych Uniksów. Domyślną akcją dla tego sygnału jest zazwyczaj przerwanie procesu ze zrzutem pamięci.
SIGPWR (niewymieniony w POSIX.1-2001) jest zazwyczaj domyślnie ignorowany w tych Uniksach, w których występuje.
SIGIO (niewymieniony w POSIX.1-2001) jest domyślnie ignorowany w niektórych innych Uniksach.
Na większości architektur, jeśli SIGUNUSED jest zdefiniowany, to jest synonimem dla SIGSYS.
Od wersji 2.2 Linux wspiera sygnały czasu rzeczywistego zdefiniowane pierwotnie w rozszerzeniu dla czasu rzeczywistego POSIX.1b (a obecnie zawarte w POSIX.1-2001). Zakres obsługiwanych sygnałów czasu rzeczywistego jest definiowany przez makra SIGRTMIN i SIGRTMAX. POSIX.1-2001 wymaga od implementacji wspierania co najmniej _POSIX_RTSIG_MAX (8) sygnałów czasu rzeczywistego.
Jądro Linuksa wspiera 33 różne sygnały czasu rzeczywistego, o numerach od 32 do 64. Jednakże implementacja wątków POSIX w glibc używa dwóch (dla NPTL) lub trzech (dla LinuxThreads) z nich na swoje wewnętrzne potrzeby (patrz pthreads(7)), odpowiednio zmieniając także SIGRTMIN (na 34 lub 35). Ponieważ zakres dostępnych sygnałów czasu rzeczywistego zmienia się zależnie od implementacji wątków w glibc (różnice mogą występować również w czasie działania aplikacji, zależnie od wersji jądra i glibc) i tak naprawdę zakres ten różni się pomiędzy implementacjami Uniksa, programy nigdy nie powinny się odwoływać do sygnałów czasu rzeczywistego za pomocą liczb wpisanych na stałe, ale powinny zawsze się odwoływać do sygnałów czasu rzeczywistego używając notacji SIGRTMIN+n, i sprawdzać (podczas działania aplikacji), czy SIGRTMIN+n nie przekracza SIGRTMAX.
W odróżnieniu od sygnałów standardowych, sygnały czasu rzeczywistego nie mają predefiniowanego znaczenia: można wykorzystywać cały zestaw sygnałów czasu rzeczywistego do celów określonych w aplikacji.
Domyślą akcją na nieobsłużony sygnał czasu rzeczywistego jest przerwanie procesu, który go otrzymał.
Sygnały czasu rzeczywistego są rozpoznawane w następujący sposób:
POSIX nie określa, które z sygnałów powinny zostać doręczone jako pierwsze w sytuacji, gdy obsłużenia wymagają zarówno sygnały standardowe, jak i sygnały czasu rzeczywistego. Linux, podobnie do innych implementacji, daje w tym przypadku pierwszeństwo sygnałom standardowym.
Zgodnie z POSIX, implementacja powinna zezwalać na kolejkowanie do procesu co najmniej _POSIX_SIGQUEUE_MAX (32) sygnałów czasu rzeczywistego. Jednakże w Linuksie zostało to zaimplementowane inaczej. Aż do wersji jądra 2.6.7 (włącznie) Linux narzuca ogólnosystemowe ograniczenie liczby sygnałów czasu rzeczywistego kolejkowanych do wszystkich procesów. Ograniczenie to można zobaczyć, a także (przy odpowiednich uprawnieniach) zmienić za pośrednictwem pliku /proc/sys/kernel/rtsig-max. Podobnie, za pośrednictwem pliku /proc/sys/kernel/rtsig-nr można dowiedzieć się, ile sygnałów czasu rzeczywistego jest aktualnie w kolejce. W Linuksie 2.6.8 ten interfejs /proc został zastąpiony limitem zasobów RLIMIT_SIGPENDING, który określa limit kolejkowanych sygnałów dla poszczególnych użytkowników; patrz setrlimit(2) w celu uzyskania dalszych informacji.
Dodanie sygnałów czasu rzeczywistego wymogło poszerzenie struktury zestawu sygnałów (sigset_t) z 32 do 64 bitów. W konsekwencji różne wywołania systemowe zostały zastąpione nowymi, które obsługują większy zestaw sygnałów. Oto stare i nowe wywołania systemowe:
Linux 2.0 i wcześniejsze | Linux 2.2 i późniejsze |
sigaction(2) | rt_sigaction(2) |
sigpending(2) | rt_sigpending(2) |
sigprocmask(2) | rt_sigprocmask(2) |
sigreturn(2) | rt_sigreturn(2) |
sigsuspend(2) | rt_sigsuspend(2) |
sigtimedwait(2) | rt_sigtimedwait(2) |
Funkcja obsługi sygnału musi być bardzo ostrożna, ponieważ przetwarzanie w innym miejscu może być przerwane w przypadkowym punkcie wykonywaniu programu. POSIX zawiera pojęcie "funkcji bezpiecznych". Jeśli sygnał przerwie przetwarzanie funkcji niebezpiecznej i procedura obsługi sygnału wywoła funkcję niebezpieczną, albo zakończy się poprzez wywołanie longjmp() lub siglongjmp(), a program następnie wywoła funkcję niebezpieczną, to zachowanie programu jest niezdefiniowane.
POSIX.1-2004 (znany także jako POSIX.1-2001 Technical Corrigendum 2) wymaga implementacji sygnałów dających gwarancję, że następujące funkcje można bezpiecznie wywołać wewnątrz funkcji obsługi sygnału:
_Exit() _exit() abort() accept() access() aio_error() aio_return() aio_suspend() alarm() bind() cfgetispeed() cfgetospeed() cfsetispeed() cfsetospeed() chdir() chmod() chown() clock_gettime() close() connect() creat() dup() dup2() execle() execve() fchmod() fchown() fcntl() fdatasync() fork() fpathconf() fstat() fsync() ftruncate() getegid() geteuid() getgid() getgroups() getpeername() getpgrp() getpid() getppid() getsockname() getsockopt() getuid() kill() link() listen() lseek() lstat() mkdir() mkfifo() open() pathconf() pause() pipe() poll() posix_trace_event() pselect() raise() read() readlink() recv() recvfrom() recvmsg() rename() rmdir() select() sem_post() send() sendmsg() sendto() setgid() setpgid() setsid() setsockopt() setuid() shutdown() sigaction() sigaddset() sigdelset() sigemptyset() sigfillset() sigismember() signal() sigpause() sigpending() sigprocmask() sigqueue() sigset() sigsuspend() sleep() sockatmark() socket() socketpair() stat() symlink() sysconf() tcdrain() tcflow() tcflush() tcgetattr() tcgetpgrp() tcsendbreak() tcsetattr() tcsetpgrp() time() timer_getoverrun() timer_gettime() timer_settime() times() umask() uname() unlink() utime() wait() waitpid() write()
POSIX.1-2008 usuwa z powyższej listy funkcje fpathconf(), pathconf() i sysconf() oraz dodaje następujące funkcje:
execl() execv() faccessat() fchmodat() fchownat() fexecve() fstatat() futimens() linkat() mkdirat() mkfifoat() mknod() mknodat() openat() readlinkat() renameat() symlinkat() unlinkat() utimensat() utimes()
POSIX.1-2008 Technical Corrigendum 1 (2013) dodaje następujące funkcje:
fchdir() pthread_kill() pthread_self() pthread_sigmask()
Jeśli procedura obsługi sygnału jest wywołana w trakcie wywołania systemowego lub wywołania funkcji bibliotecznej to wtedy albo:
To, które z powyższych wystąpi, zależy od interfejsu i od tego, czy podczas ustanawiania funkcji obsługi sygnału użyto znacznika SA_RESTART (patrz sigaction(2)). Szczegóły się różnią między różnymi Uniksami, poniżej podano szczegóły dotyczące Linuksa.
Jeśli blokowane wywołanie jednego z poniższych interfejsów zostanie przerwane przez procedurę obsługi sygnału, to wywołanie to zostanie automatycznie uruchomione ponownie, jeśli użyto znacznika SA_RESTART. W przeciwnym wypadku wywołanie zwróci błąd EINTR:
Następujące interfejsy nigdy nie są wznawiane po przerwaniu przez funkcję obsługi sygnału, niezależnie od tego, czy SA_RESTART zostało użyte. Jeśli zostaną przerwane przez funkcję obsługi sygnału, to zawsze kończą się niepowodzeniem, zwracając błąd EINTR:
Funkcja sleep(3) nigdy nie zostanie zrestartowana po przerwaniu przez sygnał i zawsze kończy się pomyślnie, zwracając liczbę pozostałych sekund, podczas których proces powinien był pauzować.
Pod Linuksem, nawet jeśli procedury obsługi sygnału nie zostaną ustawione, pewne interfejsy blokujące mogą się zakończyć niepowodzeniem i zwrócić błąd EINTR po tym, jak proces zostanie zatrzymany za pomocą jednego z sygnałów zatrzymujących (takich jak SIGSTOP), a następnie wznowiony za pomocą SIGCONT. POSIX.1 nie wspiera tego zachowania, nie występuje ono także na innych systemach.
Następujące interfejsy Linuksa zachowują się w ten sposób:
POSIX.1, z wyjątkami jak podano.
kill(1), getrlimit(2), kill(2), killpg(2), restart_syscall(2), rt_sigqueueinfo(2), setitimer(2), setrlimit(2), sgetmask(2), sigaction(2), sigaltstack(2), signal(2), signalfd(2), sigpending(2), sigprocmask(2), sigsuspend(2), sigwaitinfo(2), abort(3), bsd_signal(3), longjmp(3), raise(3), pthread_sigqueue(3), sigqueue(3), sigset(3), sigsetops(3), sigvec(3), sigwait(3), strsignal(3), sysv_signal(3), core(5), proc(5), nptl(7), pthreads(7), sigevent(7)
Angielska wersja tej strony pochodzi z wydania 4.05 projektu Linux man-pages. Opis projektu, informacje dotyczące zgłaszania błędów oraz najnowszą wersję oryginału można znaleźć pod adresem https://www.kernel.org/doc/man-pages/.
Autorami polskiego tłumaczenia niniejszej strony podręcznika man są: Przemek Borys (PTM) <pborys@p-soft.silesia.linux.org.pl>, Robert Luberda <robert@debian.org> i Michał Kułach <michal.kulach@gmail.com>.
Polskie tłumaczenie jest częścią projektu manpages-pl; uwagi, pomoc, zgłaszanie błędów na stronie http://sourceforge.net/projects/manpages-pl/. Jest zgodne z wersją 4.05 oryginału.
2016-03-15 | Linux |