Разработка приложений в среде Linux. Второе издание

Троан Эрик В.

sigprocmask(SIG_BLOCK, &hyp, NULL);

src = someString;

while(*src)

 *dest++ = *src++;

sigprocmask(SIG_UNBLOCK, &hup, NULL);

Сложность обеспечения безопасности обработчика сигналов от состояния состязаний должно заставить вас писать обработчики, насколько возможно, простыми.

12.2.5. Нахождение набора ожидающих сигналов

Очень легко найти сигналы, находящиеся в состоянии ожидания (сигналы, которые должны быть доставлены, но в данный момент заблокированы).

#include <signal.h>

int sigpending(sigset_t *set);

Эта функция записывает по адресу, указанному

set

, набор сигналов, которые в данный момент находятся в состоянии ожидания.

12.2.6. Ожидание сигналов

Когда программа построена преимущественно вокруг сигналов, часто необходимо, чтобы она ожидала появления какого-то сигнала, прежде чем продолжать работу. Системный вызов

pause

предоставляет простую возможность для этого.

#include <unistd.h>

int pause(void);

Функция

pause

не возвращает управления до тех пор, пока сигнал не будет доставлен процессу. Если зарегистрирован обработчик для этого сигнала, то он запускается до того, как

pause

вернет управление,

pause

всегда возвращает

– 1

и устанавливает

errno

равным

EINTR

.

Системный вызов

sigsuspend

предлагает альтернативный метод ожидания вызова сигнала.

#include <signal.h>

int sigsuspend(const sigset_t *mask);

Как

и

pause

,

sigsuspend

временно приостанавливает процесс до тех пор, пока не будет получен сигнал (и обработан связанным с ним обработчиком, если таковой предусмотрен), возвращая

– 1

и устанавливая

errno

в

EINTR

.

В отличие от

pause

,

sigsuspend

временно устанавливает маску сигналов процесса в значение, находящееся по адресу, указанному в

mask

, на период ожидания появления сигнала. Как только сигнал поступает, маска сигналов восстанавливается в то значение, которое она имела до вызова

sigsuspend

. Это позволяет процессу ожидать появления определенного сигнала за счет блокирования всех остальных сигналов [63] .

63

Применение

sigprocmask

и

pause

для получения требуемого поведения может вызвать состояние состязаний, если сигнал, появление которого ожидается, поступит между этими двумя системными вызовами.

12.3. Доступные сигналы

Linux предоставляет в распоряжение процессов сравнительно немного сигналов, и все они собраны в табл. 12.1.

Таблица 12.1. Сигналы

Сигнал	Описание	Действие по умолчанию
SIGABRT	Доставляется вызовом abort .	Прервать, сбросить дамп
SIGALRM	Истек срок действия alarm .	Прервать
SIGBUS	Ошибка, зависящая от оборудования.	Прервать, сбросить дамп
SIGCHLD	Дочерний процесс прерван.	Игнорировать
SIGCONT	Выполнение процесса продолжается после приостановки.	Игнорировать
SIGFPE	Арифметическая ошибка.	Прервать, сбросить дамп
SIGHUP	Закрыт процесс, управляющий терминалом.	Прервать
SIGILL	Обнаружена недопустимая инструкция.	Прервать
SIGINT	Пользователь послал символ прерывания (^C).	Прервать
SIGIO	Принят асинхронный ввод-вывод.	Прервать
SIGKILL	Не перехватываемое прерывание процесса.	Прервать
SIGPIPE	Процесс пишет в канал при отсутствии читателя.	Прервать
SIGPROF	Закончился сегмент профилирования.	Прервать
SIGPWR	Обнаружен сбой питания.	Прервать
SIGQUIT	Пользователь послал символ выхода (^\).	Прервать, сбросить дамп
SIGSEGV	Нарушение памяти.	Прервать, сбросить дамп
SIGSTOP	Приостановка процесса без его прерывания.	Процесс приостановить
SIGSYS	Неверный системный вызов.	Прервать, сбросить дамп
SIGTERM	Перехватываемый запрос на прерывание процесса.	Прервать
SIGTRAP	Получена инструкция точки прерывания.	Прервать, сбросить дамп
SIGTSTP	Пользователь послал символ приостановки (^Z).	Процесс приостановить
SIGTTIN	Фоновый процесс читает с управляющего терминала.	Процесс приостановить
SIGTTOU	Фоновый процесс пишет на управляющий терминал.	Процесс приостановить
SIGURG	Условие срочного ввода-вывода.	Игнорировать
SIGUSR1	Определяемый процессом сигнал.	Прервать
SIGUSR2	Определяемый процессом сигнал.	Прервать
SIGVTALRM	Таймер, установленный с помощью setitimer , устарел.	Прервать
SIGWINCH	Размер управляющего терминала изменился.	Игнорировать
SIGXCPU	Достигнуто ограничение ресурсов центрального процессора.	Прервать, сбросить дамп
SIGXFSZ	Достигнуто ограничение размера файла.	Прервать, сбросить дамп

Предусмотрены четыре действия по умолчанию, которые ядро может предпринять при поступлении сигнала: игнорировать его, приостановить процесс (он остается жив и может быть перезапущен позднее), прервать процесс либо прервать процесс и сбросить дамп памяти ядра [64] . Ниже приведено более подробное описание каждого из перечисленных в табл. 12.1 сигналов.

SIGABRT	Функция abort посылает сигнал процессу, который ее вызвал, прерывая процесс со сбросом файла дампа ядра. Под Linux библиотека С вызывает abort , когда происходит сбой утверждения (assertion). Примечание. Утверждения описаны в книгах по С начального уровня, например, [15].
SIGALRM	Вызывается, когда предупреждение, установленное alarm , устаревает. Предупреждения (alarms) — это основа функции sleep , описанной в главе 18.
SIGBUS	Когда процесс нарушает ограничения, накладываемые оборудованием, но не связанные с защитой памяти, посылается этот сигнал. Обычно это случается на традиционных платформах Unix, когда выполняется попытка "невыровненного" доступа, но ядро Linux исправляет такие попытки и продолжает выполнять процесс. Выравнивание памяти обсуждается в главе 7.
SIGCHLD	Этот сигнал посылается процессу, когда один из его дочерних процессов устаревает или остановлен. Это позволяет процессу избежать появления "зомби" за счет вызова одной из функций wait из обработчика сигнала. Если родитель всегда ожидает завершения дочерних процессов, прежде чем продолжить работу, этот сигнал может быть проигнорирован. Это отличается от сигнала SIGCHLD , представленного в ранних версиях System V. SIGCHLD устарел и более не должен применяться.
SIGCONT	Этот сигнал перезапускает приостановленный процесс. Также он может быть вызван процессом, позволяющим выполнить действие после перезапуска. Большинство редакторов перехватывают этот сигнал и обновляют терминал после перезапуска. В главе 15 дана более подробная информация об останове и перезапуске процесса.
SIGFPE	Этот сигнал посылается, когда процесс вызывает арифметическое исключение. Все исключения плавающей точки, такие как переполнение и потеря значимости, вызывают этот сигнал, как это происходит при делении на 0.
SIGHUP	Когда терминал отсоединяется, лидер сеанса, ассоциированного с терминалом, получает этот сигнал, если только на терминале не выставлен флаг CLOCAL . Если лидер сеанса завершается, SIGHUP отправляется лидеру каждой группы процессов в данном сеансе. Большинство процессов прерываются при получении SIGHUP , поскольку это значит, что пользователя уже нет в системе. Многие процессы-демоны интерпретируют SIGHUP как запрос на закрытие и повторное открытие журнальных файлов, а также на перечитывание конфигурационных файлов.
SIGILL	Процесс пытается запустить некорректную аппаратную команду.
SIGINT	Этот сигнал посылается всем процессам в группе процессов переднего плана, когда пользователь нажимает клавиатурную комбинацию прерывания (обычно ^C).
SIGIO	Произошло асинхронное событие ввода-вывода. Асинхронный ввод-вывод редко используется и в этой книге не описан. По вопросам асинхронного ввода-вывода обращайтесь к соответствующим источникам, например, [35].
SIGKILL	Этот сигнал генерируется только вызовом kill и разрешает пользователю безусловно прервать процесс.
SIGPIPE	Процесс выполнил запись в канал, который не имеет читателя.
SIGPROF	Завершилось действие таймера профилирования. Это сигнал обычно используется профилировщиками, которые проверяют другие характеристики процесса времени выполнения. Профилировщики обычно используются для оптимизации времени выполнения программ, помогая программистам находить узкие места. Простейшим профилировщиком является утилита gprof , входящая в состав всех дистрибутивов Linux.
SIGPWR	Система обнаружила надвигающуюся потерю питания. Обычно этот сигнал отправляется процессу init демоном, отслеживающим источники питания машины, позволяя корректно завершить работу до отключения питания.
SIGQUIT	Этот сигнал посылается всем процессам в группе процессов переднего плана, когда пользователь нажимает клавиатурную комбинацию завершения (обычно ^/).
SIGSEGV	Этот сигнал посылается, когда процесс пытается прочитать неотображаемую память, выполнить страницу памяти, которая не была отображена с привилегиями на выполнение, или же выполнить запись в память, к которой не имеет прав доступа на запись.
SIGSTOP	Этот сигнал генерируется только вызовом kill , и дает возможность пользователю безусловно остановить процесс. Более подробно о приостановке процессов можно почитать в главе 15.
SIGSYS	Когда программа пытается выполнить несуществующий системный вызов, ядро прерывает программу с помощью этого сигнала. Это никогда не должно происходить в программах, которые осуществляют системные вызовы посредством системой библиотеки С.
SIGTERM	Этот сигнал генерируется только вызовом kill и дает возможность пользователю элегантно прервать процесс. Процесс должен прекратиться насколько возможно быстро, немедленно после получения сигнала.
SIGTRAP	Когда программа проходит через точку прерывания, этот сигнал посылается процессу. Обычно он перехватывается процессом отладчика, который установил точку прерывания.
SIGTSTP	Этот сигнал посылается всем процессам в группе процессов переднего плана, когда пользователь нажимает клавиатурную комбинацию прерывания (обычно ^Z).
SIGTTIN	Этот сигнал посылается фоновому процессу, который пытается осуществить чтение из контролируемого им терминала. Об управлении заданиями подробнее читайте в главе 15.
SIGTTOU	Этот сигнал посылается фоновому процессу, который пытается осуществить запись на контролируемый им терминал. Об управлении заданиями подробнее читайте в главе 15.
SIGURG	Этот сигнал посылается, когда по сокету принимается экстренное сообщение. Экстренные данные — тема, касающаяся сетевых технологий, которая выходит за рамки освещаемых в настоящей книге. В [33] это рассматривается более подробно.
SIGUSR1	Для этого сигнала нет предопределенного назначения; процессы могут использовать его для собственных нужд.
SIGUSR2	Для этого сигнала нет предопределенного назначения; процессы могут использовать его для собственных нужд.
SIGVTALRM	Отправляется, когда истекает период действия таймера, установленного вызовом settimer . Информацию о применении таймеров можно найти в главе 18.
SIGWINCH	Когда окно терминала изменяет размер, например, когда пользователь растягивает окно xterm , все процессы в группе процессов переднего плана получают этот сигнал. В главе 16 представлена информация об определении текущего размера управляющего терминала.
SIGXCPU	Процесс превысил свой мягкий лимит использования ресурсов процессора. Этот сигнал посылается раз в секунду до тех пор, пока данный процесс не превысит жесткий лимит использования ресурсов процессора. Как только это произойдет, процесс прерывается сигналом SIGKILL . Информацию о лимитах ресурса процессора можно найти в главе 10.
SIGXFSZ	Когда программа превышает лимит максимального размера файла, ей посылается этот сигнал, что обычно уничтожает процесс. Если сигнал перехвачен, то системный вызов, который послужил причиной превышения лимита на размер файла, возвращает ошибку EFBIG . Информацию о лимитах ресурса процессора можно найти в главе 10.

64

Более подробно о дампах памяти рассказывается в главе 10.

12.3.1. Описание сигналов

Иногда приложения нуждаются в описании сигнала для отображения пользователю или помещения в журнал. Существуют три способа сделать это (см. главу 9). К сожалению, ни один из них не стандартизован.

Самый старый метод предусматривает применение

sys_siglist

— массива строк, описывающих каждый сигнал, проиндексированного номерами самих сигналов. Он включает описания всех сигналов за исключением сигналов реального времени. Применение

sys_siglist

более переносимо, чем прочие методы, описанные ниже. В системах BSD предусмотрена функция

psignal

, которая является сокращенным способом отображения сообщений. Вот как выглядит версия

psignal

.

#include <signal.h>

#include <stdio.h>

void psignal(int signum, const char *msg) {

 printf("%s: %s\n", msg, sys_siglist[signum]);

}

Следует отметить, что эта функция использует тот же список сигналов, что и

sys_siglist

, поэтому сигналы реального времени также исключаются.

Библиотека GNU С, используемая Linux, предлагает еще один метод —

strsignal

. Эта функция не входит ни в какой стандарт, поэтому для доступа к файлу прототипа нужно определить

_GNU_SOURCE

.

#define _GNU_SOURCE

#include <signal.h>

char *strsignal(int signum);

Подобно

sys_siglist

,

strsignal

также представляет описание сигнала по номеру

signum

. Он использует

sys_siglist

для большинства сигналов и конструирует описания для сигналов реального времени. Например,

SIGRTMIN + 5

будет описан как "Real-time signal 5". Пример использования

strsignal

можно найти в строках 639–648 и 717 файла

ladsh4.с

, приведенного в приложении Б.

12.4. Написание обработчиков сигналов

Хотя обработчик сигнала выглядит подобно обычной функции С, он не вызывается так, как она. Вместо того чтобы быть частью нормальной последовательности вызовов программы, обработчик вызывается ядром. Ключевое различие между этими двумя вещами заключается в том, что обработчик может быть вызван почти в любое время, даже во время выполнения отдельного оператора С! Есть только несколько ограничений того, когда система может вызвать обработчик сигнала, на который вы полагаетесь.