QNX/UNIX: Анатомия параллелизма

Цилюрик Олег Иванович

#include <stream.h>

#include <stdlib.h>

#include <unistd.h>

int main(void) {

alarm(5);

cout << "Waiting to die in 5 seconds ..." << endl;

pause;

return EXIT_SUCCESS;

}

Описываемая модель обработки сигналов обладает рядом недостатков, считается устаревшей и, более того, как было показано, не обеспечивает надежную обработку сигналов. Тем не менее эту модель достаточно широко применяют

в простых случаях, например при необходимости установить тайм-аут для некоторой операции. Вот как, к примеру, устанавливается тайм-аут ожидания установления соединения в TCP/IP-клиенте [9]:

void alarm_handler(int sig) { return; }

int main {

...

signal(SIGALRM, alarm_handler); alarm(5);

int rc = connect( ... );

alarm(0);

if (rc < 0 && errno == EINTR)

cout << "Истек тайм-аут" << endl, exit(EXIT_FAILURE);

...

}

Здесь уместно напомнить немаловажное обстоятельство, связанное с сигналами, которое обделяется вниманием во многих руководствах по программированию: большинство блокирующих вызовов API (

connect

,

delay

,

wait

,

waitid

и многие другие) будут разблокированы при получении блокированным потоком любого сигнала. Такие вызовы API, как

pause

и

sigwait

, вообще предназначены только для выполнения пассивной блокировки до момента поступления сигнала. Многие их них возвращают значение или устанавливают в качестве кода системной ошибки

errno

значение

EINTR

, специально отведенное для отражения такого результата завершения, как прерывание поступившим извне сигналом. Мы неоднократно будем использовать это обстоятельство в тексте примеров программного кода, например:

if (delay(100) != 0)

В данном случае учитываем, что функция

delay

возвращает нереализованный остаток «заказанного» ей ожидания, который может быть ненулевым только при прерывании этого ожидания сигналом извне (нулевое значение соответствует «естественному» истечению времени задержки).

Модель надежных сигналов

В более поздней («новой») модели обработки сигналов (называемой еще моделью надежных сигналов) используются не единичные сигналы, а наборы сигналов — тип

sigset_t

.

Примечание

POSIX требует, чтобы в реализации тип

sigset_t

определялся таким образом, чтобы он мог «вместить» все определенные в системе сигналы; для QNX это число равно 64. Определение типа

sigset_t

в QNX, как и большинство фундаментальных для системы определений, находится в заголовочном файле

<target_nto.h>

:

struct { long bits[2]; }

Понятно, что в этом случае тип

sigset_t

— это битовая маска, но на практике знание представления этого типа не имеет никакой ценности для программиста, так как все операции над ним выполняются набором специальных операций, так что совершенно обоснованно этот тип можно считать абстрактным.

Для формирования сигнальных наборов определяется набор специальных операций:

•

sigemptyset(sigset_t *set)

— инициализирует набор

set

, исключая из него все сигналы;

•

sigfillset(sigset_t *set)

— инициализирует набор

set

, включая в него все сигналы;

•

sigaddset(sigset_t *set, int signo)

— добавляет в инициализированный набор

set

единичный сигнал

signo

;

•

sigdelset(sigset_t *set, int signo)

— удаляет из инициализированного набора

set

единичный сигнал

signo

.

В качестве

signo

в функциях добавления и удаления единичных сигналов используется символическая константа, соответствующая сигналу (такая как

SIGINT

), либо численное значение сигнала, но в этом случае код становится зависимым от системы. Легко увидеть, что, пользуясь совокупностью этих 4-х операций, можно сформировать любой произвольный набор сигналов. Например:

sigset_t sig;

sigemptyset(&sig);

sigaddset(&sig, SIGPOLL);

sigaddset(&sig, SIGALRM);

Этот фрагмент кода формирует сигнальный набор, состоящий из двух сигналов:

SIGPOLL

и

SIGALRM

.

Диспозиция обработки каждого сигнала в этой модели устанавливается функцией:

int sigaction(int signo, const struct sigaction *act, struct sigaction *oact);

где

signo

— номер (имя) сигнала, для которого устанавливается диспозиция;

act

— определение нового обработчика сигнала;

oact

— структура (если указано не

NULL

), где будет сохранено описание ранее установленного обработчика (например, для последующего восстановления реакции).

Структура описания обработчика

sigaction

определена так (мы исключили из определения часть структуры, предназначенную для компилятора Watcom, QNX 4.X):

struct sigaction {

#define sa_handler un._sa_handler

#define sa_sigaction un._sa_sigaction

union {

void (*_sa_handler)(_SIG_ARGS);

void (*_sa_sigaction)(int, siginfo_t*, void*);

} un;

int sa_flags;

sigset_t sa_mask;

};

Примечание

Это определение по форме, но не по содержанию отличается от описания, показанного в POSIX и используемого во многих традиционных UNIX [5] (обратите внимание на изменение порядка следования полей маски и флагов; это может стать преградой для прямой инициализации структуры в стиле C++ из соображений переносимости):

struct sigaction {

/* указатель на функцию обработчика сигнала */

void (*sa_handler)(int);

/* сигналы, блокирующиеся во время обработки */

sigset_t sa_mask;

/* флаги, влияющие на поведение сигнала */

int sa_flags;

/* указатель на функцию обработчика сигнала */

void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t*, void*);

};

Определения

#define

в первых строках описания — это обычная в QNX практика переопределения имен для компиляторов, «не понимающих» анонимных (неименованных) объединений (

union

). Легко видеть, что даже размеры структур в этих двух определениях (QNX и POSIX) будут отличаться, что подсказывает необходимость соблюдения здесь особой тщательности при использовании.