Сигнал в операционных системах семейства Unix — асинхронное уведомление процесса о каком-либо событии, один из основных способов взаимодействия между процессами . Когда сигнал послан процессу, операционная система прерывает выполнение процесса, при этом, если процесс установил собственный обработчик сигнала , операционная система запускает этот обработчик, передав ему информацию о сигнале, если процесс не установил обработчик, то выполняется обработчик по умолчанию.

Названия сигналов «SIG…» являются числовыми константами ( макроопределениями Си ) со значениями, определяемыми в заголовочном файле signal.h . Числовые значения сигналов могут меняться от системы к системе, хотя основная их часть имеет в разных системах одни и те же значения. Утилита kill позволяет задавать сигнал как числом, так и символьным обозначением.

Спецификация сигналов включена в стандарты POSIX .

Посылка сигналов

Сигналы посылаются:

• из терминала, нажатием специальных клавиш или комбинаций (например, нажатие Ctrl-C генерирует SIGINT , Ctrl-\ SIGQUIT , а Ctrl-Z SIGTSTP );
• ядром системы:
  • при возникновении аппаратных исключений (недопустимых инструкций, нарушениях при обращении в память, системных сбоях и т. п.);
  • ошибочных системных вызовах;
  • для информирования о событиях ввода-вывода;
• одним процессом другому (или самому себе), с помощью системного вызова kill() , в том числе:
  • из shell , утилитой /bin/kill .

Сигналы не могут быть посланы завершившемуся процессу, находящемуся в состоянии « зомби ».

Обработка сигналов

Обработчик по умолчанию для большинства сигналов завершает выполнение процесса. Для альтернативной обработки всех сигналов, за исключением SIGKILL и SIGSTOP , процесс может назначить свой обработчик или игнорировать их возникновение модификацией своей сигнальной маски . Единственное исключение — процесс с pid 1 ( init ), который имеет право игнорировать или обрабатывать любые сигналы, включая KILL и STOP.

Безопасность

Процесс (или пользователь из оболочки) с эффективным UID , не равным 0 (UID суперпользователя ), может посылать сигналы только процессам с тем же UID.

Классификация сигналов

POSIX определяет 28 сигналов, которые можно классифицировать следующим образом:

Название	Код	Действие по умолчанию	Описание	Тип
SIGABRT	6	Завершение с дампом памяти	Сигнал, посылаемый функцией abort()	Управление
SIGALRM	14	Завершение	Сигнал истечения времени, заданного alarm()	Уведомление
SIGBUS	10	Завершение с дампом памяти	Неправильное обращение в физическую память	Исключение
SIGCHLD	18	Игнорируется	Дочерний процесс завершен или остановлен	Уведомление
SIGCONT	25	Продолжить выполнение	Продолжить выполнение ранее остановленного процесса	Управление
SIGFPE	8	Завершение с дампом памяти	Ошибочная арифметическая операция	Исключение
SIGHUP	1	Завершение	Закрытие терминала	Уведомление
SIGILL	4	Завершение с дампом памяти	Недопустимая инструкция процессора	Исключение
SIGINT	2	Завершение	Сигнал прерывания (Ctrl-C) с терминала	Управление
SIGKILL	9	Завершение	Безусловное завершение	Управление
SIGPIPE	13	Завершение	Запись в разорванное соединение (пайп, сокет)	Уведомление
SIGQUIT	3	Завершение с дампом памяти	Сигнал «Quit» с терминала (Ctrl-\)	Управление
SIGSEGV	11	Завершение с дампом памяти	Нарушение при обращении в память	Исключение
SIGSTOP	23	Остановка процесса	Остановка выполнения процесса	Управление
SIGTERM	15	Завершение	Сигнал завершения (сигнал по умолчанию для утилиты kill)	Управление
SIGTSTP	20	Остановка процесса	Сигнал остановки с терминала (Ctrl-Z).	Управление
SIGTTIN	26	Остановка процесса	Попытка чтения с терминала фоновым процессом	Управление
SIGTTOU	27	Остановка процесса	Попытка записи на терминал фоновым процессом	Управление
SIGUSR1	16	Завершение	Пользовательский сигнал № 1	Пользовательский
SIGUSR2	17	Завершение	Пользовательский сигнал № 2	Пользовательский
SIGPOLL	22	Завершение	Событие, отслеживаемое poll()	Уведомление
SIGPROF	29	Завершение	Истечение таймера профилирования	Отладка
SIGSYS	12	Завершение с дампом памяти	Неправильный системный вызов	Исключение
SIGTRAP	5	Завершение с дампом памяти	Ловушка трассировки или брейкпоинт	Отладка
SIGURG	21	Игнорируется	На сокете получены срочные данные	Уведомление
SIGVTALRM	28	Завершение	Истечение «виртуального таймера»	Уведомление
SIGXCPU	30	Завершение с дампом памяти	Процесс превысил лимит процессорного времени	Исключение
SIGXFSZ	31	Завершение с дампом памяти	Процесс превысил допустимый размер файла	Исключение

Также есть сигналы, не определённые в POSIX, но присутствующие на некоторых операционных системах.

• SIGEMT
• . Посылается процессу, когда запрос статуса ( info ) получен от управляющего терминала.
• SIGPWR
• SIGLOST
• SIGWINCH
• SIGSTKFLT
• SIGUNUSED
• SIGCLD

При обработке исключений и отладочных сигналов перед завершением процесс может записать в текущий каталог файл с дампом памяти процесса ( англ. core image ), используя который, отладчик может восстановить условия, при которых возникло данное исключение. Иногда (например, для программ, выполняемых от имени суперпользователя) дамп памяти не создаётся из соображений безопасности.

SA_SIGINFO

Обычно обработчик сигнала получает только один аргумент — номер сигнала (это позволяет использовать одну функцию-обработчик для нескольких сигналов). Если при задании обработчика сигнала (функцией sigaction() ) указать опцию SA_SIGINFO, то в обработчик будут переданы ещё два аргумента:

1. указатель на структуру siginfo_t , включающую:
   • битовую маску дополнительных «кодов сигнала», определяющих причину его возникновения;
   • идентификатор процесса (PID), пославшего сигнал;
   • эффективный идентификатор пользователя (UID), от имени которого выполняется процесс (например, утилита kill ), пославший сигнал;
   • адрес инструкции, в которой возникло исключение;
   • и т. п.
2. указатель на «машинный контекст» на момент возникновения сигнала (со «стеком сигнала» — дополнительными данными, которые помещаются в стек при вызове некоторых сигналов-исключений).

Большинство дополнительных кодов специфичны для каждого сигнала. Коды, общие для всех сигналов:

Код	Описание
SI_USER	Сигнал послан функцией kill() (или утилитой kill )
SI_QUEUE	Сигнал послан функцией sigqueue()
SI_TIMER	Сигнал послан по истечении времени, установленного функцией timer_settime()
SI_ASYNCIO	Сигнал послан по завершении запроса на «асинхронный ввод-вывод»
SI_MESGQ	Сигнал послан по появлению сообщения в пустой «очереди сообщений Unix»

Ссылки

• — Концепция сигналов (IEEE Std 1003.1, 2004 Edition)
• — Описание структур и констант, связанных с сигналами (IEEE Std 1003.1, 2004 Edition)
• — «Правила использования сигналов в Unix» (Сообщение в конференции RU.UNIX.PROG)