Олег Цилюрик - QNX/UNIX: Анатомия параллелизма

Любопытным может оказаться и рассмотрение реакции на сигналы, которые никак не определены в QNX (в исследуемый диапазон для сравнения включены как неопределенные, так и определенные сигналы системы):

# ./s5 -b39 -e41 -n2

signal SIGRTMIN=41 - signal SIGRTMAX=56

CHILD: signal mask set

signal sent: 39 with val = 0

signal sent: 39 with val = 1

signal sent: 40 with val = 0

signal sent: 40 with val = 1

signal sent: 41 with val = 0

signal sent: 41 with val = 1

PARENT finished!

# CHILD: signal unblock

received signal 41 code = -2 val = 0

received signal 41 code = -2 val = 1

received signal 40 code = -2 val = 0

received signal 40 code = -2 val = 1

received signal 39 code = -2 val = 0

received signal 39 code = -2 val = 1

Для них реакция никак не отличается от реакции на другие сигналы, что, впрочем, неудивительно, учитывая замечание в цитировавшемся выше фрагменте документации о том, что возбуждение сигнала и посылка импульса (сообщения) микроядра в QNX — одно и то же, и обрабатываются они единым механизмом.

Посмотрим также реакцию системы на специальные сигналы QNX, номера которых выше SIGRTMAX(в исследуемый диапазон опять для сравнения включим как специальные сигналы (57…64), так и сигналы из диапазона 1… SIGRTMAX):

# ./s5 -b56 -e59 -n2

signal SIGRTMIN=41 - signal SIGRTMAX=56

set signal handler... Invalid argument

set signal handler... Invalid argument

set signal handler... Invalid argument

CHILD: signal mask set

signal sent: 56 with val = 0

signal sent: 56 with val = 1

signal sent: 57 with val = 0

signal sent: 57 with val = 1

signal sent: 58 with val = 0

signal sent: 58 with val = 1

signal sent: 59 with val = 0

signal sent: 59 with val = 1

PARENT: finished!

# CHILD: signal unblock

received signal 56 code = -2 val = 0

received signal 56 code = -2 val = 1

Из вывода видно, что на сигнал с номером 56 реакция ожидаемая, а на остальные сигналы реакции нет вовсе. Как и следует из предупреждения в документации, заблокировать или изменить реакцию на эти сигналы невозможно, и попытка установки sigaction()для них завершается ошибкой.

Таким образом, система фактически никак не выделяет сигналы диапазона реального времени (41…56), но обрабатывает аналогичным образом и стандартные сигналы UNIX (1…31), и специальные сигналы QNX (57…64), и даже сигналы, никак не специфицируемые системой вообще (32…40). Корректнее говорить не об обработке сигналов реального времени и даже не о модели сигналов реального времени, а об еще одном способе работы с любыми сигналами - обработке сигналов на базе очередей сигналов.

Для полноты картины приведем конкретную спецификацию типа siginfo_tдля QNX (выше мы рассматривали минимальную спецификацию этого типа, требуемую POSIX). Спецификация весьма объемна (вся информация до конца раздела может быть безболезненно пропущена теми, кому это неинтересно), но предоставляет программисту исчерпывающую информацию о полученном сигнале:

typedef struct {

int si_signo;

int si_code; /* if SI_NOINFO, only si_signo is valid */

int si_errno;

union {

int __pad[7];

struct {

pid_t __pid;

union {

struct {

uid_t __uid;

union sigval __value;

} kill; /* si_code <= 0 SI_FROMUSER */

struct {

_CSTD clock_t __utime;

/* CLD_EXITED status, else signo */

int _status;

_CSTD clock_t __stime;

} __chld;

/* si_signo=SlGCHLD si_code=CLD_* */

} __pdata;

} __proc;

struct {

int __fltno;

void* __fltip;

void* __addr;

} fault; /* si_signo=SIGSEGV,ILL,FPE,TRAP,BUS */

} __data;

} siginfo_t;

#define si_pid __data.__proc.__pid

#define si_value __data.__proc.__pdata.__kill.__value

#define si_uid __data.__proc.__pdata.__kill.__uid

#define si_status __data.__proc.__pdata.__chld.__status

#define si_utime __data.__proc.__pdata.__chld.__utime

#define si_stime __data.__proc.__pdata.__chld.__stime

#define si_fltno __data.__fault.__fltno

#define si_trapno si_fltno

#define si_addr __data.__fault.__addr

#define si_fltip __data.__fault.__fltip

И полный перечень определений символьных констант, используемых для установки значений поля si_code:

#define SI_USER 0

#define SI_RESERVED1 (-1)

#define SI_QUEUE (-2)

#define SI_TIMER (-3)

#define SI_ASYNCIO (-4)

#define SI_MESGQ (-5)

#define SI_NOTIFY (-6)

#define SI_IRQ (-7)

// QNX managers will never use this range.

#define SI_MINAVAIL (-128)

#define SI_MAXAVAIL (-64)

#define SI_NOINFO 127

#define SI_MAXSZ 126

Значение SI_QUEUE, равное -2, — это и есть то значение, которое мы видели в выводе тестовой задачи выше.

Ранее мы производили оценку затрат производительности процессора на переключение между контекстами для процессов и для потоков (тестовые задачи, которые мы по их структуре именовали как «симметричные»). Проделаем теперь то же самое, но синхронизацию процессов выполним посылкой и приемом сигнала (переключение контекстов будет происходить именно на операторе pause()— переходе к приему сигнала) ( файл p6s.cc ):

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

// "пустые" обработчики сигналов

static void nhand(int signo) {}

static void qhand(int signo, siginfo_t* info, void* context) {}

int main(int argc, char *argv[]) {

unsigned long N = 1000;

bool que = false;

int opt, val;

while ((opt = getopt(argc, argv, "n:q")) != -1) {

switch(opt) {

case 'n':

if (sscanf(optarg, "%i", &val) != 1)

cout << "parse command line error" << endl, exit(EXIT_FAILURE);

if (val > 0) N = val;

break;

// ключ q определяет схему обработки сигнала

case 'q':

que = true;

break;

default:

exit(EXIT_FAILURE);

}

}

// установка сигнальных обработчиков

sigset_t sig;

sigemptyset(&sig);

sigaddset(&sig, SIGUSR1);

sigprocmask(SIG_UNBLOCK, &sig, NULL);

struct sigaction act;

act.sa_mask = sig;

act.sa_sigaction = qhand;

act.sa_handler = nhand;

act.sa_flags = que ? SA_SIGINFO : 0;

if (sigaction(SIGUSR1, &act, NULL) < 0)

cout << "set signal handler" << endl, exit(EXIT_FAILURE);

pid_t pid = fork();

if (pid == -1)

cout << "fork error" << endl, exit(EXIT_FAILURE);

// кому отправлять сигнал?

pid_t did = (pid == 0 ? getppid() : pid);

unsigned long i = 0;

uint64_t t = ClockCycles();

while (true) {

kill(did, SIGUSR1);

if (++i == N) break;

pause();

}

t = ClockCycles() - t;

cout << getpid() << " -> " << did << "\t: cycles - " << t <<

"; on signal - " << (t / N) / 2 << endl;

exit(EXIT_SUCCESS);

}

Этим приложением мы можем тестировать и традиционную схему обработки сигналов (модель надежных сигналов), и схему обработки с очередью поступления сигналов (модель сигналов реального времени), когда при старте программы указан ключ -q. Посмотрим на результаты тестовых запусков:

# nice -n-19 p6s -n1000