POSIX Sinyallerinin Anatomisi: Süreçler Birbirine Nasıl Seslenir?

Bir terminalde çalışan programa Ctrl+C bastığınızda ekranda sihir gerçekleşmez; terminal sürücüsü, çekirdek ve hedef süreç arasında dikkatle düzenlenmiş bir mesajlaşma zinciri çalışır. POSIX sinyalleri, süreçlere “dur”, “devam et”, “çocuğun sona erdi” veya “hemen toparlan” gibi kısa bildirimler gönderen, veri taşımaktan çok olay duyurmaya odaklı mekanizmalardır. ``

Sinyal gönderilince ne olur?

Bir sinyalin yaşam döngüsü üç temel aşamada düşünülebilir: üretilme, bekleme ve teslim edilme. Sinyal; donanım hatası, terminal olayı, zamanlayıcı veya başka bir sürecin sistem çağrısı nedeniyle üretilebilir.

Örneğin kill(pid, SIGTERM) çağrısı doğrudan hedefi öldürmez. İsmi biraz dramatiktir: Çekirdekten belirtilen sürece bir sinyal göndermesini ister. Çekirdek önce gönderen sürecin yetkilerini denetler, ardından sinyali hedef için bekleyenler kümesine ekler.

Bir sinyali matematiksel olarak süreç durumuna eklenen bir olay gibi gösterebiliriz:

Sinyal engellenmemişse çekirdek, süreç yeniden kullanıcı moduna dönerken onu teslim eder. Standart sinyaller genellikle kuyruklanmaz; aynı sinyal teslim edilmeden üç kez gelirse süreç bunu tek bildirim olarak görebilir. POSIX gerçek zamanlı sinyalleri ise kuyruklanabilir ve sıralı teslim edilir.

Ctrl+C aslında kime gider?

Terminal, ön plandaki bir süreç grubunu takip eder. Ctrl+C karakteri terminal sürücüsü tarafından yorumlandığında yalnızca tek sürece değil, ön plan süreç grubunun tamamına SIGINT gönderilir. Böylece cat file | grep foo gibi bir boru hattındaki süreçler birlikte uyarılır.

Kabuk bu grubun parçası değildir; işi yönetir ve genellikle arka planda bekler. Program SIGINT için özel davranış tanımlamamışsa varsayılan eylem sonlanmaktır.

Sinyal nasıl yakalanır?

Modern POSIX kodunda eski signal() yerine davranışı daha açık olan sigaction() tercih edilir:

#include <signal.h>
#include <unistd.h>

static volatile sig_atomic_t interrupted = 0;

static void handle_sigint(int signo) {
    (void)signo;
    interrupted = 1;
}

int main(void) {
    struct sigaction action = {0};
    action.sa_handler = handle_sigint;
    sigemptyset(&action.sa_mask);
    action.sa_flags = 0;

    sigaction(SIGINT, &action, NULL);

    while (!interrupted) {
        /* Programın normal işi burada yürütülür. */
    }

    const char message[] = "Guvenli kapanis yapiliyor...\n";
    write(STDOUT_FILENO, message, sizeof(message) - 1);
    return 0;
}

İşleyici yalnızca sig_atomic_t türündeki bayrağı değiştirir. Bunun nedeni sinyalin programı neredeyse herhangi bir noktada kesebilmesidir. printf(), malloc() veya kilit kullanan karmaşık fonksiyonlar o anda tutarsız durumda olabilir. İşleyici içinde yalnızca async-signal-safe fonksiyonlar kullanılmalıdır; write() bunlardan biridir.

Neden SIGKILL yakalanamaz?

SIGKILL ve SIGSTOP, süreç tarafından yakalanamaz, engellenemez veya yok sayılamaz. Aksi hâlde bozulmuş ya da kötü niyetli bir süreç işletim sisteminin denetiminden kaçabilirdi. SIGTERM uygulamaya dosyalarını kapatma ve geçici kaynaklarını temizleme fırsatı verirken SIGKILL doğrudan çekirdeğin hükmüdür.

Bu yüzden iyi yönetim sırası önce SIGTERM, yeterli süre sonunda gerekirse SIGKILL göndermektir. Sinyaller konuşma balonları değil, çekirdeğin taşıdığı kısa kapı zilleridir: Mesajı duyunca ne yapılacağını süreç belirler—tabii zilin üzerinde SIGKILL yazmıyorsa!