Н.В. Вдовикина, А.В. Казунин, И.В. Машечкин, А.Н. Техехин - Системное программное обеспечение - взаимодействие процессов (1114927), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Позднее этареализация подверглась критике за недостаточную надежность. Вчастности, это касалось сброса диспозиции перехваченного сигналав реакцию по умолчанию всякий раз перед вызовом функцииобработчика. Хотя и существует возможность заново установитьреакцию на сигнал в функции-обработчике, возможна ситуация,когда между моментом вызова пользовательского обработчиканекоторого сигнала и моментом, когда он восстановит нужнуюреакцию на этот сигнал, будет получен еще один экземпляр того жесигнала. В этом случае второй экземпляр не будет перехвачен, таккак на момент его прихода для данного сигнала действует реакцияпо умолчанию.Поэтому в новых версиях UNIX (BSD UNIX 4.2 и System V.4)была реализована альтернативная модель так называемых надежныхсигналов, которая вошла и в стандарт POSIX.
В этой модели приперехватывании сигнала ядро не меняет его диспозицию, тем самымпоявляется гарантия перехвата всех экземпляров сигнала. Крометого, чтобы избежать нежелательных эффектов при рекурсивномвызове обработчика для множества экземпляров одного и того жесигнала, ядро блокирует доставку других экземпляров того жесигнала в процесс до тех пор, пока функция-обработчик не завершитсвое выполнение.В модели надежных сигналов также появилась возможность навремя блокировать доставку того или иного вида сигналов впроцесс. Отличие блокировки сигнала от игнорирования в том, чтопришедшие экземпляры сигнала не будут потеряны, а произойдетлишь откладывание их обработки на тот период времени, покапроцесс не разблокирует данный сигнал. Таким образом процессможет оградить себя от прерывания сигналом на тот период, когдаон выполняет какие-либо критические операции.
Для реализациимеханизма блокирования вводится понятие сигнальной маски,которая описывает, какие сигналы из посылаемых процессублокируются. Процесс наследует свою сигнальную маску от73родителя при порождении9, и имеет возможность изменять ее впроцессе своего выполнения.Рассмотрим системные вызовы для работы с сигнальноймаской процесса.
Сигнальная маска описывается битовым полемтипа sigset_t. Для управления сигнальной маской процессаслужит системный вызов:#include <signal.h>intsigprocmask(intsigset_t *old_set);how,constsigset_t*set,Значения аргумента how влияют на характер изменения маскисигналов:–к текущей маске добавляются сигналы,указанные в наборе set;SIG_BLOCK– из текущей маски удаляются сигналы,указанные в наборе set;SIG_UNBLOCKSIG_SETMASK – текущая маска заменяется на набор set.Если в качестве аргумента set передается NULL-указатель, тосигнальная маска не изменяется, значение аргумента how при этомигнорируется.
В последнем аргументе возвращается прежнеезначение сигнальной маски до изменения ее вызовомsigprocmask(). Если процесс не интересуется прежним значениеммаски, он может передать в качестве этого аргумента NULLуказатель.Если один или несколько заблокированных сигналов будутразблокированы посредством вызова sigprocmask(), то для ихобработки будет использована диспозиция сигналов, действовавшаядо вызова sigprocmask().
Если за время блокирования процессупришло несколько экземпляров одного и того же сигнала, то ответна вопрос о том, сколько экземпляров сигнала будет доставлено –все или один – зависит от реализации конкретной ОС.Существует ряд вспомогательных функций, используемых длятого, чтобы сформировать битовое поле типа sigset_t нужноговида:• Инициализация битового набора - очищение всех битов:9Несмотря на это, как уже говорилось, сами сигналы, ожидающие своей обработкиродительским процессом на момент порождения потомка, в том числе и блокированные, ненаследуются потомком74#include <signal.h>int sigemptyset(sigset_t *set);• Противоположная предыдущей функция устанавливает всебиты в наборе:#include <signal.h>int sigfillset(sigset_t *set);• Две следующие функции позволяют добавить или удалитьфлаг, соответствующий сигналу, в наборе:#include <signal.h>int sigaddset(sigset_t *set, int signo);int sigdelset(sigset_t *set, int signo);В качестве второго аргумента этим функциям передаетсяномер сигнала• Приведенная ниже функция проверяет, установлен ли внаборе флаг, соответствующий сигналу, указанному вкачестве параметра:#include <signal.h>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 ожидаютдоставки, используется функция sigpending():#include <signal.h>int sigpending(sigset_t *set);Через аргумент этого вызова возвращается набор сигналов,ожидающих доставки.Пример 14.
Работа с сигнальной маской.В данном примере анализируется сигнальная маска процесса,и выдается сообщение о том, заблокирован ли сигнал SIGINT, иожидает ли такой сигнал доставки в процесс. Для того, чтобы легчебыло увидеть в действии результаты данных операций,предусмотрена возможность добавить этот сигнал к сигнальноймаске процесса и послать этот сигнал самому себе.#include <signal.h>#include <sys/types.h>#include <stdlib.h>75#include <stdio.h>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 каквторой аргумент NULL, то первый аргументигнорируется */{printf(“Ошибка при вызовеsigprocmask()\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 */{76printf(“Ошибка при вызовеsigpending()\n”);return -1;}printf(“Сигнал SIGINT %s\n”,sigismember(&sigset, SIGINT) ? “ожидаетдоставки” : “не ожидает доставки”);/*проверяем наличие сигнала SIGINT вмаске*/}else printf(“Сигнал SIGINT не заблокирован.\n”);return 0;}Для управления работой сигналов используется функция,аналогичная функции signal() в реализации обычных сигналов, ноболее мощная, позволяющая установить обработку сигнала, узнатьее текущее значение, приостановить получение сигналов:#include <signal.h>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, онможет передать в качестве последнего параметра NULL-указатель.Структура sigaction содержит информацию, необходимуюдля управления сигналами.
Ее полями являются :void (*sa_handler) (int),void (sa_sigaction) (int, siginfo_t*, void*),sigset_t sa_mask,int sa_flagsЗдесь поле sa_handler — функция-обработчик сигнала, либоконстанты SIG_IGN или SIG_DFL, говорящие соответственно о том,что необходимо игнорировать сигнал или установить обработчик поумолчанию. В поле sa_mask указывается набор сигналов, которыебудут добавлены к маске сигналов на время работы функцииобработчика. Сигнал, для которого устанавливается функцияобработчик, также будет заблокирован на время ее работы.
При77возврате из функции-обработчика маска сигналов возвращается впервоначальное состояние. В последнем поле указываются флаги,модифицирующие доставку сигнала. Одним из них может быть флагSA_SIGINFO. Если он установлен, то при получении этого сигналабудет вызван обработчик sa_sigaction, ему помимо номерасигнала также будет передана дополнительная информация опричинах получения сигнала и указатель на контекст процесса.Итак, «надежные» сигналы являются более мощнымсредством межпроцессного взаимодействия нежели обычныесигналы. В частности, здесь ликвидированы такие недостатки, какнеобходимостьвосстанавливатьфункцию-обработчик послеполучения сигнала, имеется возможность отложить получениесигнала на время выполнения критического участка программы,имеются большие возможности получения информации о причинеотправления сигнала.Пример 15.
Использование надежных сигналов.При получении сигнала SIGINT четырежды вызываетсяустановленный обработчик, а в пятый раз происходит обработка поумолчанию.#include <signal.h>#include <stdlib.h>#include <stdio.h>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 функциюобработчик сигнала */sigaction(SIGINT, &action, &sa);/* изменяем обработчик для сигнала SIGINT*/}78}int main(int argc, char **argv){sigset_t sigset;sigemptyset(&sigset);сигналов *//*инициализируемнаборsigaddset(&sigset, SIGINT); /*добавляем в наборсигналов 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 функциюобработчик сигнала*/sigaction(SIGINT, &action, &sa);/* изменяем обработчик по умолчанию для сигналаSIGINT */while(1); /* бесконечный цикл */return 0;}5.3 Программные каналыОдним из простейших средств взаимодействия процессов воперационной системе UNIX является механизм каналов.Неименованный канал есть некая сущность, в которую можнопомещать и извлекать данные, для чего служат два файловыхдескриптора, ассоциированных с каналом: один для записи в канал,другой — для чтения.
Для создания канала служит системный вызовpipe():#include <unistd.h>int pipe(int *fd)Данный системный вызов выделяет в оперативной памятинекоторое ограниченное пространство и возвращает че6рез параметр79fd массив из двух файловых дескрипторов: один для записи в канал— fd[1], другой для чтения — fd[0].Эти дескрипторы являются дескрипторами открытых файлов,с которыми можно работать, используя такие системные вызовы какread(), write(), dup() и так далее. Однако следует четко пониматьразличия между обычным файлом и каналом.Основные отличительные свойства канала следующие:- В отличие от файла, к неименованному каналу невозможендоступ по имени, т.е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
