1. 介绍
Linux 是一种开源的操作系统，其内核是系统的核心组成部分。内核信号是一种用于在 Unix 操作系统中进行进程间通信的机制。掌握 Linux 内核信号对于理解和调试系统的行为至关重要。本文将介绍 Linux 内核信号的基本概念、信号的分类、发送和接收信号的方法，以及一些常见的信号处理程序。
2. 信号的基本概念
信号是指在软件运行过程中，由操作系统或软件向进程发送的一种中断通知。信号可以被用来通知进程发生了某种特定的事件，比如外部中断、错误条件或其他进程对当前进程的操作。
每个信号都有一个唯一的整数编号，并按照预定义的名称来标识。常见的信号包括 SIGINT（中断信号）、SIGKILL（终止信号）和 SIGTERM（终止请求信号）等。
3. 信号的分类
3.1 标准信号
Linux 内核定义了一组标准信号，编号从 1 到 32。这些信号用于向进程发送各种不同的中断通知。例如，SIGINT 信号是当用户按下 Ctrl+C 键时发送给前台进程的信号。
标准信号可以通过使用系统调用 kill() 或 raise() 来发送给进程，被信号接收处理程序处理。
3.2 实时信号
实时信号是相对于标准信号而言的，其编号从 33 开始。与标准信号不同，实时信号的传递顺序不是确定的，也不会排队等待，而是按照优先级来处理。
实时信号的发送和接收方法与标准信号相同，只是通过不同的系统调用来发送和接收。
4. 发送和接收信号
在 Linux 中，可以使用 kill() 系统调用向指定进程发送信号。 kill() 使用进程 ID 和信号编号作为参数，例子如下：
#include <signal.h>
int kill(pid_t pid, int sig);
进程可以使用不同的方式来接收信号，包括：
忽略信号
执行默认动作
安装信号处理程序
可以使用 signal() 或 sigaction() 等系统调用来安装信号处理程序。示例如下：
#include <signal.h>
void (*signal(int sig, void (*func)(int)))(int);
struct sigaction {
void (*sa_handler)(int);
void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *);
sigset_t sa_mask;
int sa_flags;
void (*sa_restorer)(void);
};
int sigaction(int sig, const struct sigaction *act, struct sigaction *oldact);
5. 常见的信号处理程序
5.1 SIGINT
当用户按下 Ctrl+C 键时，操作系统会向前台进程发送 SIGINT 信号。默认情况下，SIGINT 会终止进程的执行。
可以使用 signal() 或 sigaction() 安装自定义的信号处理程序，例如：
#include <stdio.h>
#include <signal.h>
void sigint_handler(int sig) {
printf("Received SIGINT signal\n");
// 其他操作...
}
int main() {
signal(SIGINT, sigint_handler);
// 其他代码...
return 0;
}
5.2 SIGCHLD
SIGCHLD 信号是在子进程退出或停止时发送给父进程的。可以通过安装信号处理程序处理该信号，并在子进程退出时进行一些操作。
#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
void sigchld_handler(int sig) {
pid_t pid;
int status;
while ((pid = waitpid(-1, &status, WNOHANG)) > 0) {
if (WIFEXITED(status)) {
printf("Child process %d exited normally\n", pid);
} else if (WIFSIGNALED(status)) {
printf("Child process %d terminated by signal %d\n", pid, WTERMSIG(status));
}
}
}
int main() {
signal(SIGCHLD, sigchld_handler);
// 其他代码...
return 0;
}
6. 总结
Linux 内核信号是掌握系统的灵魂之源，通过了解和掌握 Linux 内核信号的基本概念、分类、发送和接收方法，以及常见的信号处理程序，可以更好地理解和调试系统的行为。
进程可以通过安装信号处理程序来处理接收到的信号，以实现对特定事件的响应。通过合理使用信号处理程序，可以提高系统的可靠性和稳定性。