Андрей Робачевский - Операционная система UNIX

• Название: Операционная система UNIX
• Автор: Андрей Робачевский
• Издательство: BHV - Санкт-Петербург
• Жанр: Программное обеспечение
• Год: 1997
• ISBN: 5-7791-0057-8

Книга посвящена семейству операционных систем UNIX и содержит информацию о принципах организации, идеологии и архитектуре, объединяющих различные версии этой операционной системы.

В книге рассматриваются: архитектура ядра UNIX (подсистемы ввода/вывода, управления памятью и процессами, а также файловая подсистема), программный интерфейс UNIX (системные вызовы и основные библиотечные функции), пользовательская среда (командный интерпретатор shell, основные команды и утилиты) и сетевая поддержка в UNIX (протоколов семейства TCP/IP, архитектура сетевой подсистемы, программные интерфейсы сокетов и TLI).

Для широкого круга пользователей

---

static void sig_hndlr(int signo) {

 /* Восстановим диспозицию */

 signal(SIGINT, sig_hndlr);

 printf("Получен сигнал SIGINT\n");

}

main() {

 /* Установим диспозицию */

 signal(SIGINT, sih_hndlr);

 signal(SIGUSR1, SIG_DFL);

 signal(SIGUSR2, SIG_IGN);

 /* Бесконечный цикл */

 while(1)

  pause();

}

В этом примере изменена диспозиция трех сигналов: SIGINT, SIGUSR1 и SIGUSR2. При получении сигнала SIGINT вызывается обработчик при получении сигнала SIGUSR1 производится действие по умолчанию (процесс завершает работу), а сигнал SIGUSR2 игнорируется. После установки диспозиции сигналов процесс запускает бесконечный цикл, в процессе которого вызывается функция pause(2). При получении сигнала, который не игнорируется, pause(2) возвращает значение -1, а переменная errno устанавливается равной EINTR. Заметим, что каждый раз при получении сигнала SIGINT мы вынуждены восстанавливать требуемую диспозицию, в противном случае получение следующего сигнала этого типа вызвало бы завершение выполнения процесса (действие по умолчанию).

При запуске программы, получим следующий результат:

$ а.out &

[1] 8365              PID порожденного процесса

$ kill -SIGINT 8365

Получен сигнал SIGINT Сигнал SIGINT перехвачен

$ kill -SIGUSR2 8365  Сигнал SIGUSR2 игнорируется

$ kill -SIGUSR1 8365

[1]+ User Signal 1    Сигнал SIGUSR1 вызывает завер-

a.out                 шение выполнения процесса

$

Для отправления сигналов процессу использована команда kill(1), описанная в предыдущей главе.

Надежные сигналы

Стандарт POSIX. 1 определил новый набор функций управления сигналами. основанный на интерфейсе 4.2BSD UNIX и лишенный рассмотренных выше недостатков.

Модель сигналов, предложенная POSIX, основана на понятии набора сигналов (signal set), описываемого переменной типа sigset_t. Каждый бит этой переменной отвечает за один сигнал. Во многих системах тип sigset_t имеет длину 32 бита, ограничивая количество возможных сигналов числом 32.

Следующие функции позволяют управлять наборами сигналов:

#include <signal.h>

int sigempyset(sigset_t *set);

int siufillset(sigset_t *set);

int sigaddset(sigset_t *set, int signo);

int sigdelset(sigset_t *set, int signo);

int sigismember(sigset_t *set, int signo);

В отличие от функции signal(3C), изменяющей диспозицию сигналов, данные функции позволяют модифицировать структуру данных sigset_t, определенную процессом. Для управления непосредственно сигналами используются дополнительные функции, которые мы рассмотрим позже.

Функция sigemptyset(3C) инициализирует набор, очищая все биты. Если процесс вызывает sigfillset(3C), то набор будет включать все сигналы, известные системе. Функции sigaddset(3C) и sigdelset(3C) позволяют добавлять или удалять сигналы набора. Функция sigismember(3C) позволяет проверить, входит ли указанный параметром signo сигнал в набор.

Вместо функции signal(3C) стандарт POSIX. 1 определяет функцию sigaction(2), позволяющую установить диспозицию сигналов, узнать ее текущее значение или сделать и то и другое одновременно. Функция имеет следующее определение:

#include <signal.h>

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

 struct sigaction *oact);

Вся необходимая для управлением сигналами информация передается через указатель на структуру sigaction, имеющую следующие поля:

void (*sa_handler)() Обработчик сигнала sig void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t*, void*) Обработчик сигнала sig при установленном флаге SA_SIGINFO sigset_t sa_mask Маска сигналов int sa_flags Флаги

Поле sa_handler определяет действие, которое необходимо предпринять при получении сигналов, и может принимать значения SIG_IGN, SIG_DFL или адреса функции-обработчика. Если значение sa_handler или sa_sigaction не равны NULL, то в поле sa_mask передается набор сигналов, которые будут добавлены к маске сигналов перед вызовом обработчика. Каждый процесс имеет установленную маску сигналов, определяющую сигналы, доставка которых должна быть заблокирована. Если определенный бит маски установлен, соответствующий ему сигнал будет заблокирован. После возврата из функции-обработчика значение маски возвращается к исходному значению. Заметим, что сигнал, для которого установлена функция-обработчик, также будет заблокирован перед ее вызовом. Такой подход гарантирует, что во время обработки, последующее поступление определенных сигналов будет приостановлено до завершения функции. Как правило, UNIX не поддерживает очередей сигналов, и это значит, что блокировка нескольких однотипных сигналов в конечном итоге вызовет доставку лишь одного.

Поле sa_flags определяет флаги, модифицирующие доставку сигнала. Оно может принимать следующие значения:

SA_ONSTACK Если определена функция-обработчик сигнала, и с помощью функции sigaltstack(2) задан альтернативный стек для функции-обработчика, то при обработке сигнала будет использоваться этот стек. Если флаг не установлен, будет использоваться обычный стек процесса. SA_RESETHAND* Если определена функция-обработчик, то диспозиция сигнала будет изменена на SIG_DFL, и сигнал не будет блокироваться при запуске обработчика. Если флаг не установлен, диспозиция сигнала остается неизменной. SA_NODEFER* Если определена функция-обработчик, то сигнал блокируется на время обработки только в том случае, если он явно указан в поле sa_mask. Если флаг не установлен, в процессе обработки данный сигнал автоматически блокируется. SA_RESTART Если определена функция-обработчик, ряд системных вызовов, выполнение которых было прервано полученным сигналом, будут автоматически перезапущены после обработки сигнала.[25] Если флаг не установлен, системный вызов возвратит ошибку EINTR. SA_SIGINFO* Если диспозиция указывает на перехват сигнала, вызывается функция, адресованная полем sa_sigaction. Если флаг не установлен, вызывается обработчик sa_handler. SA_NOCLDWAIT* Если указанный аргументом sig сигнал равен SIGCHLD, при завершении потомки не будут переходить в состояние зомби. Если процесс в дальнейшем вызовет функции wait(2), wait3(2), waitid(2) или waitpid(2), их выполнение будет блокировано до завершения работы всех потомков данного процесса. SA_NOCLDSTOP* Если указанный аргументом sig сигнал равен SIGCHLD, указанный сигнал не будет отправляться процессу при завершении или останове любого из его потомков.

*Данные флаги не определены для UNIX BSD.

В системах UNIX BSD 4.x структура sigaction имеет следующий вид:

struct sigaction {

 void (*sa_handler)();

 sigset_t sa_mask;

 int sa_flags;

};

где функция-обработчик определена следующим образом:

void handler(int signo, int code, struct sigcontext *scp);

В первом аргументе signo содержится номер сигнала, code определяет дополнительную информацию о причине поступления сигнала, a scp указывает на контекст процесса.

Для UNIX System V реализована следующая возможность получения более полной информации о сигнале. Если установлен флаг SA_SIGINFO, то при получении сигнала sig будет вызван обработчик, адресованный полем sa_sigaction. Помимо номера сигнала, обычно передаваемого обработчику сигнала, ему будет переданы указатель на структуру siginfo_t, содержащую информацию о причинах получения сигнала, а также указатель на структуру ucontext_t, содержащую контекст процесса.

Структура siginfo_t определена в файле <siginfo.h> и включает следующие поля: