Geum.ru

М. В. Ломоносова Факультет вычислительной математики и кибернетики Н. В. Вдовикина, А. В. Казунин, И. В. Машечкин, А. Н. Терехин Системное программное обеспечение: взаимодействие процессов учебно-методическое пособие

Вид материалаУчебно-методическое пособие

Содержание


5.2Надежные сигналы.
Работа с сигнальной маской.
SIG_DFL, говорящие соответственно о том, что необходимо игнорировать сигнал или установить обработчик по умолчанию. В поле sa_ma
Использование надежных сигналов.
Подобный материал:
1   ...   10   11   12   13   14   15   16   17   ...   25

5.2Надежные сигналы.


Вышеописанная реализация механизма сигналов имела место в ранних версиях UNIX (UNIX System V.2 и раньше). Позднее эта реализация подверглась критике за недостаточную надежность. В частности, это касалось сброса диспозиции перехваченного сигнала в реакцию по умолчанию всякий раз перед вызовом функции-обработчика. Хотя и существует возможность заново установить реакцию на сигнал в функции-обработчике, возможна ситуация, когда между моментом вызова пользовательского обработчика некоторого сигнала и моментом, когда он восстановит нужную реакцию на этот сигнал, будет получен еще один экземпляр того же сигнала. В этом случае второй экземпляр не будет перехвачен, так как на момент его прихода для данного сигнала действует реакция по умолчанию.

Поэтому в новых версиях UNIX (BSD UNIX 4.2 и System V.4) была реализована альтернативная модель так называемых надежных сигналов, которая вошла и в стандарт POSIX. В этой модели при перехватывании сигнала ядро не меняет его диспозицию, тем самым появляется гарантия перехвата всех экземпляров сигнала. Кроме того, чтобы избежать нежелательных эффектов при рекурсивном вызове обработчика для множества экземпляров одного и того же сигнала, ядро блокирует доставку других экземпляров того же сигнала в процесс до тех пор, пока функция-обработчик не завершит свое выполнение.

В модели надежных сигналов также появилась возможность на время блокировать доставку того или иного вида сигналов в процесс. Отличие блокировки сигнала от игнорирования в том, что пришедшие экземпляры сигнала не будут потеряны, а произойдет лишь откладывание их обработки на тот период времени, пока процесс не разблокирует данный сигнал. Таким образом процесс может оградить себя от прерывания сигналом на тот период, когда он выполняет какие-либо критические операции. Для реализации механизма блокирования вводится понятие сигнальной маски, которая описывает, какие сигналы из посылаемых процессу блокируются. Процесс наследует свою сигнальную маску от родителя при порождении9, и имеет возможность изменять ее в процессе своего выполнения.

Рассмотрим системные вызовы для работы с сигнальной маской процесса. Сигнальная маска описывается битовым полем типа sigset_t. Для управления сигнальной маской процесса служит системный вызов:

#include

int sigprocmask(int how, const sigset_t *set, sigset_t *old_set);

Значения аргумента how влияют на характер изменения маски сигналов:

SIG_BLOCK – к текущей маске добавляются сигналы, указанные в наборе set;

SIG_UNBLOCK – из текущей маски удаляются сигналы, указанные в наборе set;

SIG_SETMASK – текущая маска заменяется на набор set.

Если в качестве аргумента set передается NULL-указатель, то сигнальная маска не изменяется, значение аргумента how при этом игнорируется. В последнем аргументе возвращается прежнее значение сигнальной маски до изменения ее вызовом sigprocmask(). Если процесс не интересуется прежним значением маски, он может передать в качестве этого аргумента NULL-указатель.

Если один или несколько заблокированных сигналов будут разблокированы посредством вызова sigprocmask(), то для их обработки будет использована диспозиция сигналов, действовавшая до вызова sigprocmask(). Если за время блокирования процессу пришло несколько экземпляров одного и того же сигнала, то ответ на вопрос о том, сколько экземпляров сигнала будет доставлено – все или один – зависит от реализации конкретной ОС.

Существует ряд вспомогательных функций, используемых для того, чтобы сформировать битовое поле типа sigset_t нужного вида:
  • Инициализация битового набора - очищение всех битов:

#include

int sigemptyset(sigset_t *set);
  • Противоположная предыдущей функция устанавливает все биты в наборе:

#include

int sigfillset(sigset_t *set);
  • Две следующие функции позволяют добавить или удалить флаг, соответствующий сигналу, в наборе:

#include

int sigaddset(sigset_t *set, int signo);

int sigdelset(sigset_t *set, int signo);

В качестве второго аргумента этим функциям передается номер сигнала
  • Приведенная ниже функция проверяет, установлен ли в наборе флаг, соответствующий сигналу, указанному в качестве параметра:

#include

int sigismember(sigset_t *set, int signo);

Этот вызов возвращает 1, если в маске set установлен флаг, соответствующий сигналу signo, и 0 в противном случае.

Чтобы узнать, какие из заблокированных сигналов ожидают доставки, используется функция sigpending():

#include

int sigpending(sigset_t *set);

Через аргумент этого вызова возвращается набор сигналов, ожидающих доставки.

      1. Работа с сигнальной маской.


В данном примере анализируется сигнальная маска процесса, и выдается сообщение о том, заблокирован ли сигнал SIGINT, и ожидает ли такой сигнал доставки в процесс. Для того, чтобы легче было увидеть в действии результаты данных операций, предусмотрена возможность добавить этот сигнал к сигнальной маске процесса и послать этот сигнал самому себе.

#include

#include

#include

#include

int main(int argc, char **argv)

{

sigset_t sigset;

int fl;

sigemptyset(&sigset);

printf("Добавить SIGINT к текущей маске? (yes - 1, no - 0) \n");

scanf("%d", &fl);

if (fl)

{

sigaddset(&sigset, SIGINT);

sigprocmask(SIG_BLOCK, &sigset, NULL);

}

printf("Послать SIGINT? (yes - 1, no - 0)\n");

scanf("%d", &fl);

if (fl)

kill(getpid(), SIGINT);

if (sigprocmask(SIG_BLOCK, NULL, &sigset) == -1)

/* получаем сигнальную маску процесса. Так как второй аргумент NULL, то первый аргумент игнорируется */

{

printf(“Ошибка при вызове sigprocmask()\n”);

return -1;

}

else if (sigismember(&sigset, SIGINT))

/*проверяем наличие сигнала SIGINT в маске*/

{

printf(“Сигнал SIGINT заблокирован! \n”);

sigemptyset(&sigset);

if (sigpending(&sigset) == -1)

/*узнаем сигналы, ожидающие доставки */

{

printf(“Ошибка при вызове sigpending()\n”);

return -1;

}

printf(“Сигнал SIGINT %s\n”, sigismember(&sigset, SIGINT) ? “ожидает доставки” : “не ожидает доставки”);

/*проверяем наличие сигнала SIGINT в маске*/

}

else printf(“Сигнал SIGINT не заблокирован. \n”);

return 0;

}

Для управления работой сигналов используется функция, аналогичная функции signal() в реализации обычных сигналов, но более мощная, позволяющая установить обработку сигнала, узнать ее текущее значение, приостановить получение сигналов:

#include

int sigaction(int sig, const struct sigaction *act, struct *oact)

Аргументами данного вызова являются: номер сигнала, структура, описывающая новую реакцию на сигнал, и структура, через которую возвращается прежний метод обработки сигнала. Если процесс не интересуется прежней обработкой сигнала, он может передать в качестве последнего параметра NULL-указатель.

Структура sigaction содержит информацию, необходимую для управления сигналами. Ее полями являются :

void (*sa_handler) (int),

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

sigset_t sa_mask,

int sa_flags

Здесь поле sa_handler — функция-обработчик сигнала, либо константы SIG_IGN или SIG_DFL, говорящие соответственно о том, что необходимо игнорировать сигнал или установить обработчик по умолчанию. В поле sa_mask указывается набор сигналов, которые будут добавлены к маске сигналов на время работы функции-обработчика. Сигнал, для которого устанавливается функция-обработчик, также будет заблокирован на время ее работы. При возврате из функции-обработчика маска сигналов возвращается в первоначальное состояние. В последнем поле указываются флаги, модифицирующие доставку сигнала. Одним из них может быть флаг SA_SIGINFO. Если он установлен, то при получении этого сигнала будет вызван обработчик sa_sigaction, ему помимо номера сигнала также будет передана дополнительная информация о причинах получения сигнала и указатель на контекст процесса.

Итак, «надежные» сигналы являются более мощным средством межпроцессного взаимодействия нежели обычные сигналы. В частности, здесь ликвидированы такие недостатки, как необходимость восстанавливать функцию-обработчик после получения сигнала, имеется возможность отложить получение сигнала на время выполнения критического участка программы, имеются большие возможности получения информации о причине отправления сигнала.

      1. Использование надежных сигналов.


При получении сигнала SIGINT четырежды вызывается установленный обработчик, а в пятый раз происходит обработка по умолчанию.

#include

#include

#include


int count = 1;

struct sigaction action, sa;


void SigHandler(int s)

{

printf("\nI got SIGINT %d time(s)\n", count++);

if (count == 5)

{

action.sa_handler = SIG_DFL;

/* изменяем указатель на функцию-обработчик сигнала */

sigaction(SIGINT, &action, &sa);

/* изменяем обработчик для сигнала SIGINT */

}

}


int main(int argc, char **argv)

{

sigset_t sigset;

sigemptyset(&sigset); /* инициализируем набор сигналов */

sigaddset(&sigset, SIGINT); /*добавляем в набор сигналов бит, соответствующий сигналу SIGINT*/

if (sigprocmask(SIG_UNBLOCK, &sigset, NULL) == -1)

/*устанавливаем новую сигнальную маску*/

{

printf(“sigprocmask() error\n”);

return -1;

}

action.sa_handler = SigHandler;

/* инициализируем указатель на функцию-обработчик сигнала*/

sigaction(SIGINT, &action, &sa);

/* изменяем обработчик по умолчанию для сигнала SIGINT */

while(1); /* бесконечный цикл */

return 0;

}