시그널

- 시그널

프로세스가 실행되는 도중 예외 상황에 발생하는 이벤트 또는 신호를 시그널이라 부른다.

시그널의 정보와 그 의미는 일대일 매칭되기 때문에, 빠르게 전달하고 처리할 수 있다.

Linux, UNIX 계열 운영체제에서는 kill -l 명령어로 시그널의 종류를 확인할 수 있다.

 

시그널은 다음의 두 가지 용도로 특히 잘 사용되는데,

1. 비동기적인 이벤트의 발생을 통지하기 위한 용도(e.g. 프로세스 종료)
2. 프로세스 간의 통신이나 동기화 하기 위한 용도(e.g. 알람)

시그널은 구현에 따라 비동기, 동기적으로 처리될 수 있다.

비동기적: 시그널이 특정 시간에 발생하는 것을 기다리지 않음

동기적: 동작을 중단하고, 시그널이 발생하기를 기다림

 

시그널은 각 기본동작이 정의되어 있다. (시그널 핸들러를 굳이 구현 안해도 되는 이유), 

• Abort: 코어 덤프(예외 시점의 프로세스의 상태를 기록하여 저장한 파일)를 생성하고, 프로세스를 종료함.
• Exit: 코어 덤프를 생성하지 않고 프로세스를 종료함.
• Abnormal termination: 프로세스를 비정상 종료함.
• Stop: 프로세스를 정지함.
• Continue: 프로세스를 재게함.
• Ignore: 시그널을 무시함.
• Implementation dependent: 구현에 의존함.

이렇듯 시그널은 기본 동작이 있지만, 시그널 핸들러를 만들어 다른 동작을 하게 할 수 있다.

단, SIGKILL, SIGSTOP은 재정의 할 수 없다.

 

 

<Fig. 01: 시그널 생성과 처리>

시그널 생성(Signal generated): 어떤 프로세스가 특정 프로세스에게 시그널을 생성해 전송함.

시그널 처리(Signal handled): 시그널을 수신한 프로세스가 해당 시그널을 인지하고 동작을 수행함.

시그널 보류(Signal pending): 스케줄러에 의해 프로세스가 대기 상태인 경우, 시그널이 블록처리된 경우,

시그널이 중첩된 경우 잠시 대기 중인 상태.

 

시그널을 받으면 무엇이든 동작을 해야하지만, 다음과 같은 시그널 마스크를 걸면 시그널의 동작을 바꿀 수 있다.

Block: 프로세스가 해당 시그널의 블록을 해제할 때까지 그 시그널은 pending 상태로 남는다.

Ignore: 시그널은 전달되지만, 프로세스가 이 시그널은 무시한다.

 

 

- 시그널 함수

1. int kill(pid_t pid, int signum);

프로세스(pid)에 시그널(signum)을 전송함.

 

2. sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);

프로세스에 전송된 시그널(signum)의 기본동작을 handler로 바꾼다.

void sigHandler(int signum);
...
signal(SIGUSR1, sigHandler);

SIGUSR1 시그널 수신시 sigHandler를 실행한다. sigHandler의 인자 signum은 수신된 시그널이 들어간다.

 

3. int pause(void);

프로세스가 시그널을 수신할 때 까지 동작을 중지시킨다. (동기식 처리 방법)

 

4. unsigned int alarm(unsigned int seconds);

seconds초 후 프로세스 자신에게 SIGALRM 시그널을 전송한다.

 

5. int sighold(int signum);

signum에 해당하는 시그널을 블록 상태로 변경한다.

 

6. int sigrelse(int signum);

signum에 해당하는 시그널의 블록 상태를 해제한다.

 

 

- 시그널 집합 함수

위에서는 시그널을 개별적으로 처리했다.

이번엔 sigset_t 자료형으로 시그널을 집합형태로 처리해본다.

 

1. int sigemptyset(sigset_t *set);

시그널 집합의 모든 비트를 0으로 설정함.

 

2. int sigfillset(sigset_t *set);

시그널 집합의 모든 비트를 1로 설정함.

 

3. int sigdelset(sigset_t *set, int signum);

시그널 집합에서 signum에 해당하는 시그널의 비트를 0으로 설정함.

 

4. int sigaddset(sigset_t *set, int signum);

시그널 집합에서 signum에 해당하는 시그널의 비트를 1로 설정함.

 

5. int sigismember(sigset_t *set, int signum);

시그널 집합에서 signum에 해당하는 시그널의 설정 유무를 확인한다.

 

6. int sigprocmask(int how, const sigset_t *set, sigset_t *oldset);

how 플래그를 이용해서 set 시그널 집합의 시그널을 블록상태로 설정하거나 해제하고, 변경 전의 시그널 집합을 oldset에 저장한다.

sigset_t set;
sigemptyset(&set);
sigaddset(&set, SIGUSR1);
sigprocmask(SIG_BLOCK, &set, NULL);

signal(SIGUSR1, sigHandler);

위 코드는 시그널 집합 set을 0으로 초기화하고 SIGUSR1에 해당하는 시그널만 블록 상태로 변경한 상태이다.

이 때 SIGUSR1 시그널이 도착해도 sigHandler 함수가 호출되지 않는다. (SIGUSR1은 pending상태로 남는다)

 

7. int sigaction(int signum, const struct sigaction *act, struct sigaction *oldact);

sigset_t set;
struct sigaction action;

sigemptyset(&set);
sigaddset(&set, SIGUSR2);

action.sa_flags = SA_NODEFER;
action.sa_handler = sigHandler;
action.sa_mask = set;

sigaction(SIGUSR1, &action, NULL);
signal(SIGUSR2, sigHandler);

...
void sigHandler(int signum) {
    if (signum == SIGUSR1) {...}
    else if (signum == SIGUSR2) {...}
}

이 경우에는 SIGUSR1 시그널이 처리되는 동안 SIGUSR2 시그널이 블록된다.

SIGUSR1 시그널의 처리가 끝나면 SIGUSR2 시그널이 처리된다.