Уильям Стивенс - UNIX: разработка сетевых приложений

Согласно POSIX, чтобы определить действие для сигнала, нужно вызвать функцию sigaction. Однако это достаточно сложно, поскольку один аргумент этой функции — это структура, для которой необходимо выделение памяти и заполнение. Поэтому проще задать действие сигнала с помощью функции signal. Первый ее аргумент — это имя сигнала, а второй — либо указатель на функцию, либо одна из констант SIG_IGNи SIG_DFL. Но функция signalсуществовала еще до появления POSIX.1, и ее различные реализации имеют разную семантику сигналов с целью обеспечения обратной совместимости. В то же время POSIX четко диктует семантику при вызове функции sigaction. Это обеспечивает простой интерфейс с соблюдением семантики POSIX. Мы включили эту функцию в нашу собственную библиотеку вместе функциями err_ XXX и функциями-обертками, которые мы используем для построения всех наших программ. Она представлена в листинге 5.5. Функция-обертка Signalздесь не показана, потому что ее вид не зависит от того, какую именно функцию signalона должна вызывать.

Листинг 5.5. Функция signal, вызывающая функцию POSIX sigaction

//lib/signal.c

1 #include "unp.h"

2 Sigfunc*

3 signal(int signo, Sigfunc *func)

4 {

5 struct sigaction act, oact;

6 act.sa_handler = func;

7 sigemptyset(&act.sa_mask);

8 act.sa_flags = 0;

9 if (signo == SIGALRM) {

10 #ifdef SA_INTERRUPT

11 act.sa_flags |= SA_INTERRUPT; /* SunOS 4.x */

12 #endif

13 } else {

14 #ifdef SA_RESTART

15 act.sa_flags |= SA_RESTART; /* SVR4, 44BSD */

16 #endif

17 }

18 if (sigaction(signo, &act, &oact) < 0)

19 return (SIG_ERR);

20 return (oact.sa_handler);

21 }

2-3 Обычный прототип для функции signalусложняется наличием вложенных скобок:

void (*signal(int signo , void (* func )(int)))(int);

Чтобы упростить эту запись, мы определяем тип Sigfuncв нашем заголовочном файле unp.hследующим образом:

typedef void Sigfunc(int);

указывая тем самым, что обработчики сигналов — это функции с целочисленным аргументом, ничего не возвращающие ( void). Тогда прототип функции выглядит следующим образом:

Sigfunc *signal(int signo , Sigfunc * func );

Указатель на функцию, являющуюся обработчиком сигнала, — это второй аргумент функции и в то же время возвращаемое функцией значение.

6 Элемент sa_handlerструктуры sigactionустанавливается равным аргументу funcфункции signal.

7 POSIX позволяет нам задавать набор сигналов, которые будут блокированы при вызове обработчика сигналов. Любой блокируемый сигнал не может быть доставлен процессу. Мы устанавливаем элемент sa_maskравным пустому набору. Это означает, что во время работы обработчика дополнительные сигналы не блокируются. POSIX гарантирует, что перехватываемый сигнал всегда блокирован, пока выполняется его обработчик.

8-17 Флаг SA_RESTARTне является обязательным, и если он установлен, то системный вызов, прерываемый этим сигналом, будет автоматически снова выполнен ядром. (В продолжении нашего примера мы более подробно поговорим о прерванных системных вызовах.) Если перехватываемый сигнал не является сигналом SIGALRM, мы задаем флаг SA_RESTART, если таковой определен. (Причина, по которой сигнал SIGALRMобрабатывается отдельно, состоит в том, что обычно цель его генерации - ввести ограничение по времени в операцию ввода-вывода, как показано в листинге 14.2. В этом случае мы хотим, чтобы блокированный системный вызов был прерван сигналом.) Более ранние системы, особенно SunOS 4.x, автоматически перезапускают прерванный системный вызов по умолчанию и затем определяют флаг SA_INTERRUPT. Если этот флаг задан, мы устанавливаем его при перехвате сигнала SIGALRM.

18-20 Мы вызываем функцию sigaction, а затем возвращаем старое действие сигнала как результат функции signal.

В книге мы везде используем функцию signalиз листинга 5.5.

Сведем воедино следующие моменты, относящиеся к обработке сигналов в системе, совместимой с POSIX.

■ Однажды установленный обработчик сигналов остается установленным (в более ранних системах обработчик сигналов удалялся каждый раз по выполнении).

■ На время выполнения функции — обработчика сигнала доставляемый сигнал блокируется. Более того, любые дополнительные сигналы, заданные в наборе сигналов sa_mask, переданном функции sigactionпри установке обработчика, также блокируются. В листинге 5.5 мы устанавливаем sa_maskравным пустому набору, что означает, что никакие сигналы, кроме перехватываемого, не блокируются.

■ Если сигнал генерируется один или несколько раз, пока он блокирован, то обычно после разблокирования он доставляется только один раз, то есть по умолчанию сигналы Unix не устанавливаются в очередь . Пример мы рассмотрим в следующем разделе. Стандарт POSIX реального времени 1003.1b определяет набор надежных сигналов, которые помещаются в очередь, но в этой книге мы их не используем.

■ Существует возможность выборочного блокирования и разблокирования набора сигналов с помощью функции sigprocmask. Это позволяет нам защитить критическую область кода, не допуская перехватывания определенных сигналов во время ее выполнения.

Назначение состояния зомби — сохранить информацию о дочернем процессе, чтобы родительский процесс мог ее впоследствии получить. Эта информация включает идентификатор дочернего процесса, статус завершения и данные об использовании ресурсов (время процессора, память и т.д.). Если у завершающегося процесса есть дочерний процесс в зомбированном состоянии, идентификатору родительского процесса всех зомбированных дочерних процессов присваивается значение 1 (процесс init), что позволяет унаследовать дочерние процессы и сбросить их (то есть процесс initбудет ждать ( wait) их завершения, благодаря чему будут удалены зомби). Некоторые системы Unix в столбце COMMANDвыводят для зомбированных процессов значение .

Очевидно, что нам не хотелось бы оставлять процессы в виде зомби. Они занимают место в ядре, и в конце концов у нас может не остаться идентификаторов для нормальных процессов. Когда мы выполняем функцию forkдля дочерних процессов, необходимо с помощью функции waitдождаться их завершения, чтобы они не превратились в зомби. Для этого мы устанавливаем обработчик сигналов для перехватывания сигнала SIGCHLDи внутри обработчика вызываем функцию wait. (Функции waitи waitpidмы опишем в разделе 5.10.) Обработчик сигналов мы устанавливаем с помощью вызова функции