Основы программирования в Linux

Надежный интерфейс сигналов

Мы рассмотрели подробно возбуждение и перехват сигналов с помощью signal и родственных функций, поскольку они очень часто применяются в старых UNIX-программах. Тем не менее, стандарты X/Open и спецификации UNIX рекомендуют более современный программный интерфейс для сигналов sigaction, который более надежен.

  #include <signal.h>
  int sigaction<int sig, const struct sigaction *act, struct sigaction *oact);

Структура sigaction, применяемая для определения действий, предпринимаемых при получении сигнала, заданного в аргументе sig, определена в файле signal.h и как минимум включает следующие элементы:

 void (*)(int)sa_handler /* функция, SIG_DFL или SIG_IGN */
 sigset_t sa_mask /* сигналы, заблокированные для sa_handler */
 int sa_flags /* модификаторы действий сигнала */

Функция sigaction задает действие, связанное с сигналом sig. Если oact не null, sigaction записывает предыдущее действие для сигнала в указанное oact место. Если act равен null, это все, что делает функция sigaction. Если указатель act не null, задается действие для указанного сигнала.

Как и функция signal, sigaction возвращает 0 в случае успешного выполнения и -1 в случае ошибки. Переменная errno получит значение EINVAL, если заданный сигнал некорректен или была предпринята попытка захватить или проигнорировать сигнал, который нельзя захватывать или игнорировать.

В структуре sigaction, на которую указывает аргумент act, sa_handler — это указатель на функцию, вызываемую при получении сигнала sig. Она очень похожа на функцию func, которая, как вы видели раньше, передавалась функции signal. Вы можете применять специальные значения SIG_IGN и SIG_DFL в поле sa_handler для обозначения того, что сигнал должен игнорироваться или должно быть восстановлено действие по умолчанию, соответственно.

Поле sa_mask описывает множество сигналов, которые будут добавлены в маску сигналов процесса перед вызовом функции sa_handler. Это множество сигналов, которые блокируются и не должны доставляться процессу. Такое поведение мешает возникновению ситуации, описанной ранее, в которой сигнал был получен до того, как его обработчик дошел до завершения. Применение поля sa_mask может устранить это состояние гонок.

Однако сигналы, захватываемые обработчиками, заданными в структуре sigaction, по умолчанию не восстанавливаются, и нужно задать в поле sa_flags значение SA_RESETHAND, если хотите добиться поведения, виденного вами раньше при обсуждении функции signal. Прежде чем обсуждать подробнее sigaction, давайте перепишем программу ctrlc.c, применяя sigaction вместо функции signal (упражнение 11.9).

Упражнение 11.9. Функция sigaction

Внесите приведенные далее изменения, так чтобы сигнал SIGINT перехватывался sigaction. Назовите новую программу ctrlc2.c.

 #include <signal.h>
 #include <stdio.h>
 #include <unistd.h>

 void ouch(int sig) {
  printf("OUCH!–  I got signal %d\n", sig);
 }

 int main {
  struct sigaction act;
   act.sa_handler = ouch;
   sigemptyset(&act.sa_mask);
   act.sa_flags = 0;
   sigaction(SIGINT, &act, 0);
  while (1) {
  printf("Hello World!\n");
  sleep(1);
  }
 }

Когда вы выполните эту версию программы, то всегда будете получать сообщение при нажатии комбинации клавиш <Ctrl>+<C>, поскольку SIGINT обрабатывается неоднократно функцией sigaction. Для завершения программы следует нажать комбинацию клавиш <Ctrl>+<\>, которая генерирует по умолчанию сигнал SIIGQUIT.

 $ ./ctrlc2
 Hello World!
 Hello World!
 Hello World!
  ^C
 OUCH!–  I got signal 2
 Hello World!
 Hello World!
  ^C
 OUCH!–  I got signal 2
 Hello World!
 Hello World!
  ^\
 Quit
 $

Как это работает

Программа вместо функции signal вызывает sigaction для задания функции ouch как обработчика сигнала, возникающего при нажатии комбинации клавиш <Ctrl>+<C> (SIGINT). Прежде всего, она должна определить структуру sigaction, содержащую обработчик, маску сигналов и флаги, В данном случае вам не нужны никакие флаги, и создается пустая маска сигналов с помощью новой функции sigemptyset.

Примечание

После выполнения программы вы можете обнаружить дамп ядра (в файле core). Его можно безбоязненно удалить.

Множества сигналов

В заголовочном файле signal.h определены тип sigset_t и функции, применяемые для манипулирования множествами сигналов. Эти множества используются в sigaction и других функциях для изменения поведения процесса при получении сигналов.

  #include <signal.h>
  int sigaddset(sigset_t *set, int signo);
  int sigemptyset(sigset_t *set);
  int sigfillset(sigset_t *set);
  int sigdelset(sigset_t *set, int signo);

Приведенные функции выполняют операции, соответствующие их названиям, sigemptyset инициализирует пустое множество сигналов. Функция sigfillset инициализирует множество сигналов, заполняя его всеми заданными сигналами, sigaddset и sigdelset добавляют заданный сигнал (signo) в множество сигналов и удаляют его из множества. Они все возвращают 0 в случае успешного завершения и -1 в случае ошибки, заданной в переменной errno. Единственная определенная ошибка EINVAL описывает сигнал как некорректный.

Функция sigismember определяет, включен ли заданный сигнал в множество сигналов. Она возвращает 1, если сигнал является элементом множества, 0, если нет и -1 с errno, равной EINVAL, если сигнал неверный.

  #include <signal.h>
  int sigismember(sigset_t *set, int signo);

Маска сигналов процесса задается и просматривается с помощью функции sigprocmask. Маска сигналов — это множество сигналов, которые заблокированы в данный момент и не будут приниматься текущим процессом.