UNIX: взаимодействие процессов - Уильям Стивенс

//rtsignals/test1.c

1  #include "unpipc.h"

2  static void sig_rt(int, siginfo_t *, void *);

3  int

4  main(int argc, char **argv)

5  {

6   int i, j;

7   pid_t pid;

8   sigset_t newset;

9   union sigval val;

10  printf("SIGRTMIN = %d, SIGRTMAX = %dn", (int) SIGRTMIN, (int) SIGRTMAX);

11  if ((pid = Fork()) == 0) {

12   /* дочерний процесс блокирует 3 сигнала */

13   Sigemptyset(&newset);

14   Sigaddset(&newset, SIGRTMAX);

15   Sigaddset(&newset, SIGRTMAX – 1);

16   Sigaddset(&newset, SIGRTMAX – 2);

17   Sigprocmask(SIG_BLOCK, &newset, NULL);

18   /* установка обработчика с флагом SA_SIGINFO */

19   Signal_rt(SIGRTMAX, sig_rt);

20   Signal_rt(SIGRTMAX – 1, sig_rt);

21   Signal_rt(SIGRTMAX – 2, sig_rt);

22   sleep(6); /* родительский процесс посылает все сигналы */

23   Sigprocmask(SIG UNBLOCK, &newset, NULL); /* разблокируемся */

24   sleep(3); /* получаем сигналы */

25   exit(O);

26  }

27  /* родительский процесс отправляет сигналы */

28  sleep(3); /* дочерний процесс блокирует сигналы */

29  for (i = SIGRTMAX; i >= SIGRTMAX – 2; i--) {

30   for (j = 0; j <= 2; j++) {

31    val.sival_int = j;

32    Sigqueue(pid, i, val);

33    printf("sent signal %d, val = %dn", i, j);

34   }

35  }

36  exit(0);

37 }

38 static void

39 sig_rt(int signo, siginfo_t *info, void *context)

40 {

41  printf(received signal #%d, code = %d, ival = %dn",

42   signo.info->si_code, info->si_value.sival_int);

43 }

Вывод номеров сигналов реального времени

10 Мы печатаем наибольший и наименьший номера сигналов реального времени, чтобы узнать, сколько их предоставляется в данной реализации. Мы преобразуем обе константы к типу integer, поскольку в некоторых реализациях они определяются как макросы, требующие вызова sysconf, например:

#define SIGRTMAX (sysconf(_SC_RTSIG_MAX))

и функция sysconf возвращает целое типа long (см. упражнение 5.4).

Вызов fork и блокирование трех сигналов реального времени

11-17 Запускается дочерний процесс, который вызывает sigprocmask для блокировки трех используемых сигналов реального времени: SIGRTMAX, SIGRTMAX-1 и SIGRTMAX-2.

Установка обработчика сигнала

18-21 Мы вызываем функцию signal_rt (приведенную в листинге 5.15) для установки функции sig_rt в качестве обработчика трех указанных выше сигналов реального времени. Функция устанавливает флаг SA_SIGINFO, и поскольку эти три сигнала являются сигналами реального времени, мы можем ожидать, что они будут обрабатываться соответствующим образом. Эта функция также устанавливает маску сигналов, блокируемых на время выполнения обработчика.

Ожидание порождения сигналов родительским процессом, разблокирование сигналов

22-25 Дочерний процесс ждет 6 секунд, пока родительский породит девять сигналов. Затем вызывается sigprocmask для разблокирования трех сигналов реального времени. Это позволяет всем помещенным в очередь сигналам достичь адресата. Затем делается пауза еще на три секунды, чтобы обработчик успел вызвать printf девять раз, после чего дочерний процесс завершает свою работу.

Родительский процесс отправляет девять сигналов

27-36 Родительский процесс ждет три секунды, пока дочерний не заблокирует все требуемые сигналы. Затем родительский процесс порождает три экземпляра каждого из трех сигналов реального времени: i принимает 3 значения, a j принимает значения 0, 1 и 2 для каждого из значений i. Мы преднамеренно порождаем сигналы начиная с наибольшего номера, поскольку ожидаем, что они будут получены начиная с наименьшего. Мы также отсылаем с каждым из сигналов новое значение sigval_int, чтобы проверить, что копии одного и того же сигнала доставляются в том же порядке, в каком они были отправлены, то есть очередь действительно является очередью.

Обработчик сигнала

38-43 Обработчик сигнала просто выводит информацию о полученном сигнале.

ПРИМЕЧАНИЕ

Из табл. 5.1 следует, что функция printf не относится к функциям типа async-signal-safe и не должна вызываться из обработчика сигналов. Здесь мы используем ее исключительно в качестве проверочного средства в маленькой тестовой программе. 

Запустим эту программу в Solaris 2.6. Результат будет не тем, которого мы ожидали:

solaris % test1

SIGRTMIN = 38, SIGRTMAX = 45 8 сигналов реального времени

                             трехсекундная пауза

sent signal 45, val = 0

sent signal 45, val = 1

sent signal 45, val = 2

sent signal 44, val = 0

sent signal 44, val = 1

sent signal 44, val = 2

sent signal 43, val = 0

sent signal 43, val = 1

sent signal 43, val = 2

solaris % родительский процесс завершил работу, пауза 3 секунды,

          пока дочерний процесс не разблокирует сигналы

received signal #45, code = –2, ival = 2 дочерний процесс получает сигналы

received signal #45, code = –2, ival = 1

received signal #45, code = –2, ival = 0

received signal #44, code = –2, ival = 2

received signal #44, code = –2, ival = 1

received signal #44, code = –2, ival = 0

received signal #43, code = –2, ival = 2

received signal #43, code = –2, ival = 1

received signal #43, code = –2, ival = 0

В очередь помещаются девять сигналов, но первыми принимаются сигналы с большими номерами (а мы ожидали получить сигналы с меньшими номерами). 

Кроме того, сигналы с одинаковым номером приходят в порядке LIFO, а не FIFO. Код si_code = –2 соответствует SI_QUEUE.

Запустив программу в Digital Unix 4.0B, мы получим именно тот результат, которого ожидали:

alpha % test1

SIGRTMIN = 33, SIGRTMAX = 48 16 сигналов реального времени

                             трех секундная пауза

sent signal 48, val = 0

sent signal 48, val = 1

sent signal 48, val = 2

sent signal 47, val = 0

sent signal 47, val = 1

sent signal 47, val = 2

sent signal 46, val = 0

sent signal 46, val = 1

sent signal 46, val = 2

alpha % родительский процесс завершил работу, пауза 3 секунды.

        пока дочерний процесс не разблокируетсигналы

received signal #46, code – –1, ival = 0 дочерний процесс получает сигналы

received signal #46, code = –1, ival = 1

received signal #46, code = –1, ival = 2

received signal #47, code – –1, ival = 0

received signal #47, code = –1, ival = 1

received signal #47, code = –1, ival = 2

received signal #48, code = –1, ival = 0

received signal #48, code = –1, ival = 1

received signal #48, code = –1, ival = 2

Девять сигналов помещаются в очередь и получаются адресатом в ожидаемом порядке: первым приходит сигнал с меньшим номером, а копии сигнала приходят в порядке FIFO.

ПРИМЕЧАНИЕ

Похоже, что в реализации Solaris 2.6 есть ошибка.

Функция signal_rt

В книге [24, с. 120] мы привели пример собственной функции signal, вызывавшей функцию sigaction стандарта Posix для установки обработчика сигнала, обеспечивающего надежную семантику Posix. Изменим эту функцию, чтобы обеспечить поддержку реального времени. Новую функцию мы назовем signal_rt; ее текст приведен в листинге 5.15.

Листинг 5.15. Функция signal_rt с поддержкой реального времени

//lib/signal_rt.c

1  #include "unpipc.h"

2  Sigfunc_rt *

3  signal_rt(int signo, Sigfunc_rt *func)

4  {

5   struct sigaction act, oact;

6   act.sa_sigaction = func; /* сохраняем адрес функции */

7   sigemptyset(&act.sa_mask);

8   act.sa_flags = SA_SIGINFO; /* гарантирует режим реального времени */

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((Sigfunc_rt *) SIG_ERR);

20  return(oact.sa_sigaction);

21 }

Упрощение прототипа функции с использованием typedef

1-3 В нашем заголовочном файле unpiрс.h (листинг В.1) мы определяем Sigfunc_rt как

typedef void Sigfunc_rt(int, siginfo_t*, void*);

Ранее в этом разделе мы говорили о том, что это прототип функции для обработчика сигнала, устанавливаемого с флагом SA_SIGINFO.

Указание функции-обработчика

Структура sigaction претерпела изменения с добавлением поддержки сигна-5-7 лов реального времени: к ней было добавлено новое поле sa_sigaction:

struct sigaction {

 void (*sa_handler)(); /* SIG_DFL, SIG_IGN или адрес обработчика сигнала */