シグナル

1. シグナル概要
2. シグナルの送信
3. シグナルの発生
4. シグナルの処理
5. シグナルハンドラの例
6. シグナル一覧

シグナル概要

UNIX は、非同期イベントをプロセスに通知するためにシグナルを使います。

例えば、ユーザが Cntl-C を端末から打つと、現在実行中のプロセスに対して、 SIGINT シグナルが送られます。 同様にプロセスが終了すると、その親に対して SIGCHLD シグナルが送られます。

シグナルは、ソフトウェア割り込みと呼ばれることもあります。

シグナルの送信

UNIX は多くのシグナルを定義しています（4.3BSD と SVR で 31）。 そのほとんどは特定の目的のために確保されていますが、 SIGUSR1 と SIGUSR2 の２つは、アプリケーションで自由に使えます。

プロセスは kill システムコールを使って他のプロセスに明示的にシグナルを送れます。

またカーネルは、ハードウェア例外のプロセスや、割り当て超過状態を、 プロセスに知らせるためにシグナルを生成します。

各シグナルはデフォルトの応答として、プロセスを終了させます。 幾つかのシグナルは、デフォルトでは無視されたり、プロセスを中断したりします。

シグナルが送られるのは、次の２つの場合です。

• あるプロセスから、他のプロセスに送る
• カーネルからプロセスに送られる

シグナルの発生

シグナルは、次の場合に発生します。

1. kill システムコールを使って、プロセスにシグナルを送る。
2. kill コマンドを使って、プロセスにシグナルを送る。
3. 端末から入力する文字のうち、いくつかはカーネルからシグナルが送られます。
   Cntl-C/DEL は SIGINT シグナルを発生します。
   Cntl-Z は SIGTSTP シグナルを発生します。
   Cntl-\ は SIGQUIT シグナルを発生します。
   
4. ある種のハードウェア状態に伴い、カーネルからシグナルが送られます。
   浮動小数点演算のエラーは SIGFPE シグナルを発生します。
   プロセスの自アドレス空間以外のアドレスの参照は SIGSEGV シグナルを発生します。
   
5. ある種のソフトウェア状態に伴い、カーネルからシグナルが送られます。
   CPU 時間が制限を越えると SIGXCPU を、
   ファイル・サイズが制限を越えると　SIGXFSZ シグナルを発生します。
   

シグナルの処理

シグナルを受け取ったプロセスは何をすればよいでしょうか？

1. プロセスは、特定のシグナルを受け取った場合に呼び出す関数を用意できます。
   これをシグナルハンドラといい、起こった状況に対処します。
2. プロセスは、SIGKILL/SIGSTOP 以外のすべてのシグナルを無視するよう設定できます。
3. プロセスは、以下の表にある既定時の動作がおこるように選択できます。

シグナルハンドラの例

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <errno.h>
#include <stdlib.h>
#include <wait.h>
#include <sys/types.h>
#define SHORT_TIME 5
#define MAX_COUNT  5
#define SZ_DATE     28

char *mkdate();
int mvbyte(char *,char,int);

int count=0;

int main(int argc,char *argv[]) {
  void     sigcatch(),(*istat)();
  char     date[SZ_DATE];

  istat = sigset(SIGINT,sigcatch);
  for (;;) {
    printf("%s    If you enter CNTL.C %d times over, then exit.(count=%d)\n",
           mkdate(date,SZ_DATE),MAX_COUNT,count);
    sleep(SHORT_TIME);
  }
  exit(0);
}

void sigcatch(int sig) {
  printf("Signal %d caught.\n",sig);
  if (count >= MAX_COUNT)   exit(0);
  count ++;
  sigset(SIGINT,sigcatch);
}

/*---------------------------------------------------------
   Function : make current time string
   Return   : A(current time string)
   Format   : yy/mm/dd hh:mm:ss
              12345678901234567
  ---------------------------------------------------------*/
char *mkdate(char *yymmdd,int size) {
  time_t tloc;
  struct tm  *cur;

  if (size < SZ_DATE)   {
     mvbyte(yymmdd,' ',size);
  }
  else {
     time(&tloc);
     cur = localtime(&tloc);
     strftime(yymmdd,size,"%y/%m/%d %T",cur);
  }
  return yymmdd;
}

int mvbyte(char *to,char code,int size) {
  int  i;
  for (i=0; i<size; i++)  *to ++ = code;
}

実行結果 

ozzy-100 11:00am] sig
01/12/19 11:12:58    If you enter CNTL.C 5 times over, then exit.(count=0)
^CSignal 2 caught.
01/12/19 11:13:01    If you enter CNTL.C 5 times over, then exit.(count=1)
^CSignal 2 caught.
01/12/19 11:13:01    If you enter CNTL.C 5 times over, then exit.(count=2)
^CSignal 2 caught.
01/12/19 11:13:02    If you enter CNTL.C 5 times over, then exit.(count=3)
^CSignal 2 caught.
01/12/19 11:13:03    If you enter CNTL.C 5 times over, then exit.(count=4)
^CSignal 2 caught.
01/12/19 11:13:03    If you enter CNTL.C 5 times over, then exit.(count=5)
^CSignal 2 caught.

シグナル一覧

4.3BSD および SVR のシグナルは以下に示すとおりですが、 AIX や Linux などでは、多少の違いがあります。

solaris、HP-UX、AIXは /usr/include/sys/signal.h を、
Linux は /usr/include/asm/signal.h を参照ください。

また、シグナルの拡張情報として siginfo 構造体の si_code に、 シグナルを発生させた理由が設定されます。

名　前	値	既定時	イ　　ベ　　ン　　ト　　内　　容	入力	終了値
SIGHUP	1	Exit	クローズされた端末上で動いていたプロセスに送られる		129
SIGINT	2	Exit	割り込み文字が入力されると送られます	CNTL.C	130
SIGQUIT	3	Core	中止文字が入力されると送られます	CNTL.\	131
SIGILL	4	Core	不正な命令を実行すると送られる si_code 値 理由 ILL_ILLOPC 1 illegal opcode ILL_ILLOPN 2 illegal operand ILL_ILLADR 3 illegal addressing mode ILL_ILLTRP 4 illegal trap ILL_PRVOPC 5 privileged opcode ILL_PRVREG 6 privileged register ILL_COPROC 7 co-processor error ILL_BADSTK 8 internal stack error		132
SIGTRAP	5	Core	トレース/ブレークポイント・トラップが発生すると送られる si_code 値 理由 TRAP_BRKPT 1 process breakpoint TRAP_TRACE 2 process trace trap		133
SIGIOT SIGABRT	6	Core	ハードウェア例外が発生すると送られる		134
SIGEMT	7	Core	エミュレーション・トラップが発生すると送られる		135
SIGFPE	8	Core	浮動小数演算例外が発生すると送られる si_code 値 理由 FPE_INTDIV 1 integer divide by zero FPE_INTOVF 2 integer overflow FPE_FLTDIV 3 floating point divide by zero FPE_FLTOVF 4 floating point overflow FPE_FLTUND 5 floating point underflow FPE_FLTRES 6 floating point inexact result FPE_FLTINV 7 invalid floating point operation FPE_FLTSUB 8 subscript out of range		136
SIGKILL	9	Exit	プロセスを強制終了するときに送られる		137
SIGBUS	10	Core	バス・エラーなどハードウェア例外が発生した場合に送られる si_code 値 理由 BUS_ADRALN 1 invalid address alignment BUS_ADRERR 2 non-existent physical address BUS_OBJERR 3 object specific hardware error BUS_XMEM 4 reservation instruction to I/O address		138
SIGSEGV	11	Core	セグメント・エラー例外が発生した場合に送られる si_code 値 理由 SEGV_MAPERR 1 ddress not mapped to object SEGV_ACCERR 2 invalid permissions for mapped object		139
SIGSYS	12	Core	不正システム・コールをすると送られる		140
SIGPIPE	13	Exit	パイプが壊れた場合に送られる		141
SIGALRM	14	Exit	alarm() システムコールでアラーム・クロックが満了すると送られる		142
SIGTERM	15	Exit	ソフトウェア終了シグナル		143
SIGUSR1	16	Exit	ユーザ・シグナル１		144
SIGUSR2	17	Exit	ユーザ・シグナル２		145
SIGCHLD	18	Ignore	子プロセスが終了したとき親プロセスに送られる si_code 値 理由 CLD_EXITED 1 child has exited CLD_KILLED 2 child was killed CLD_DUMPED 3 child terminated abnormally CLD_TRAPPED 4 traced child has trapped CLD_STOPPED 5 child has stopped CLD_CONTINUED 6 stopped child had continued		146
SIGPWR	19	Ignore	電源断/再始動したときに送られる		147
SIGWINCH	20	Ignore	ウィンドウ・サイズを変更すると送られる		148
SIGURG	21	Ignore	帯域外データが発生したときに送られる		149
SIGIO SIGPOLL	22	Ignore	I/O 可能が可能になると送られる ソケット入出力可能になると送られる si_code 値 理由 POLL_IN 1 data input available POLL_OUT 2 output buffers available POLL_MSG 3 input message available POLL_ERR 4 I/O error POLL_PRI 5 high priority input available POLL_HUP 6 device disconnected		150
SIGSTOP	23	Stop	このシグナルを受けるとプロセスは中断します		151
SIGTSTP	24	Stop	このシグナルを受けるとプロセスは中断します	CNTL.Z	152
SIGCONT	25	Ignore	中断中のプロセスが再開するとそのプロセスに送られる		153
SIGTTIN	26	Stop	tty 入力が中断したときそのプロセスに送られる		154
SIGTTOU	27	Stop	tty 出力が中断したときそのプロセスに送られる		155
SIGVTALRM	28	Exit	仮想タイマが満了したときそのプロセスに送られる （setitimer(2)参照）		156
SIGPROF	29	Exit	プロファイル・タイマが満了した場合に送られます （setitimer(2)参照）		157
SIGXCPU	30	Core	利用できる CPU 時間が制限を越えた場合に送られます （ulimit(1),setrlimit(2)参照）		158
SIGXFSZ	31	Core	利用できるファイル・サイズが制限を越えた場合に送られます （ulimit(1),setrlimit(2)参照）		159
SIGWAITING	32	Ignore	スレッド・ライブラリによって利用されるスレッド同期用シグナル		160
SIGLWP	33	Ignore	スレッド・ライブラリによって利用される LWP 間シグナル		161
SIGFREEZE	34	Ignore	チェックポイントでの実行中断		162
SIGTHAW	35	Ignore	チェックポイントでの実行再開		163
SIGCANCEL	36	Ignore	スレッド・ライブラリによって利用されるキャンセル・シグナル		164
SIGLOST	37	Ignore	リソースの喪失		165
SIGRTMIN	38	Exit	優先度の最も高いリアルタイム・シグナル		166
SIGRTMAX	45	Exit	優先度の最も低いリアルタイム・シグナル		159
SIGMSG	27	Ignore	X 環境で、デバイスからの入力イベントが発生した時に使用されます		155
SIGDANGER	33	Exit	リソースが枯渇するとプロセスに送られる。例えば malloc() が失敗する等		-

青字は AIX での名前です。

【　関連項目　】

【　参考書　】

名　　　　　　前	著　　者	出版社
最前線 UNIX のカーネル	Uresh Vahalia	ピアソン出版
UNIX ネットワークプログラミング	W.Richard Stevens	トッパン