Linux信号：硬件异常与软件操作引发的中断处理

Linux信号是操作系统中一种异步中断机制，用于在进程执行过程中处理非正常情况或外部事件。信号可以视为软件中断，它中断当前进程的执行流程，并允许其进行特定的操作。信号的主要来源有两种： 1. **硬件异常产生的信号**：当硬件检测到如除数为零、无效的存储访问等错误时，会将这些异常报告给内核，内核随后向相应的进程发送相应的信号，如SIGFPE（浮点运算错误）或SIGSEGV（段错误）。 2. **软件产生的信号**：通过系统调用如`kill`、`raise`、`alarm`、`setitimer`和`sigqueue`，可以直接在程序内部发送信号给其他进程。例如，`alarm`函数可以设置定时器，当定时器到期时，目标进程会接收到SIGALRM信号。 Linux信号可以分为几个类别： - **不可靠信号（Unreliable signals）**：早期Unix系统中，信号值低于SIGRTMIN（通常是1~31）的信号被认为是不可靠的。这类信号处理后，其处理函数会恢复到默认值，且可能导致信号丢失，即如果程序没有处理该信号，后续产生的相同信号可能不会再次触发。 - **可靠信号（Reliable signals）**：信号值在SIGRTMIN和SIGRTMAX之间的信号称为可靠信号，它们解决了不可靠信号的信号丢失问题。可靠信号支持信号排队，即使多次产生，也会被处理多次。 - **实时信号（Real-time signals）与非实时信号（Non-realtime signals）**：Linux系统将信号分为两类，前32种为非实时信号，后32种为实时信号。实时信号支持信号排队，而非实时信号不支持，且都是不可靠的。 - **核心信号**：一些特殊的信号如SIGABRT（程序异常终止）、SIGALRM（定时器到期）和SIGBUS（总线错误）具有特定的含义和默认处理方式，如SIGABRT会导致进程异常终止并生成core dump（转储文件）。 在Linux系统中，进程可以接收、处理或忽略信号。例如，SIGCHLD信号表示子进程已停止或终止，父进程可以选择捕获并处理这个信号，或者选择忽略。信号处理可以通过`signal`函数来定制，使得程序能够优雅地应对各种异常情况。Linux信号是操作系统提供给程序的一种关键机制，用于处理系统和进程层面的异常情况以及实现进程间的通信。