QNX/UNIX: Анатомия параллелизма

oact— структура (если указано не NULL), где будет сохранено описание ранее установленного обработчика (например, для последующего восстановления реакции).

Структура описания обработчика sigaction определена так (мы исключили из определения часть структуры, предназначенную для компилятора Watcom, QNX 4.X):

 struct sigaction {
 #define sa_handler un._sa_handler
 #define sa_sigaction un._sa_sigaction
  union {
  void (*_sa_handler)(_SIG_ARGS);
  void (*_sa_sigaction)(int, siginfo_t*, void*);
  } un;
  int sa_flags;
  sigset_t sa_mask;
 };

Примечание

Это определение по форме, но не по содержанию отличается от описания, показанного в POSIX и используемого во многих традиционных UNIX [5] (обратите внимание на изменение порядка следования полей маски и флагов; это может стать преградой для прямой инициализации структуры в стиле C++ из соображений переносимости):

 struct sigaction {
  /* указатель на функцию обработчика сигнала */
  void (*sa_handler)(int);
  /* сигналы, блокирующиеся во время обработки */
  sigset_t sa_mask;
  /* флаги, влияющие на поведение сигнала */
  int sa_flags;
  /* указатель на функцию обработчика сигнала */
  void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t*, void*);
 };

Определения #define в первых строках описания — это обычная в QNX практика переопределения имен для компиляторов, «не понимающих» анонимных (неименованных) объединений ( union). Легко видеть, что даже размеры структур в этих двух определениях (QNX и POSIX) будут отличаться, что подсказывает необходимость соблюдения здесь особой тщательности при использовании.

Первое поле sa_handler определяет обработчик, устанавливаемый для сигнала в традиционной модели. Это может быть:

• SIG_DFL— восстановить обработчик сигнала, принятый по умолчанию (определения SIG_DFL и SIG_IGN см. в предыдущем разделе);

• SIG_IGN— игнорировать данный сигнал;

• адрес функции-обработчика, устанавливаемой как реакция на поступление этого сигнала. Эта функция будет выполняться при поступлении сигнала signo, и в качестве аргумента вызова она получит значение signo(одна функция может выступать как обработчик целой группы сигналов). Управление будет передано этой функции, как только процесс получит сигнал, какой бы участок кода при этом ни выполнялся. После возврата из функции управление будет возвращено в ту точку, в которой выполнение процесса было прорвано.

Второе поле sa_mask демонстрирует первое применение набора сигналов: сигналы, установленные в sa_mask, будут блокироваться на время выполнения обработчика sa_handler(при вызове sa_handler и сам сигнал signo будет неявно добавлен в набор sa_mask, поэтому его можно не указывать явно). Это не значит, что поступившие в это время сигналы будут игнорироваться и теряться, просто их обработка будет отложена до завершения работы обработчика sa_handler. [29]

29

Все это и делает механизм обработки более надежным по сравнению с более ранним механизмом, который описывался выше.

Поле sa_flags может использоваться для изменения характера реакции на сигнал signo. Возможны следующие значения поля флагов:

• SA_RESETHAND— после выполнения функции обработчика будет восстановлен обработчик по умолчанию ( SIG_DFL, что соответствует духу модели «ненадежных сигналов» и позволяет воспроизводить ее поведение);

• SA_NOCLDSTOP— используется только для сигнала SIGCHLD; флаг указывает системе не генерировать для родительского процесса SIGCHLD от порожденных процессов, которые завершаются посредством SIGSTOP.

• SA_SIGINFO— при этом будет использована обработка сигналов на базе очереди сигналов (модель сигналов реального времени). По умолчанию используется простая обработка: результат воздействия нескольких сигналов определяется последним поступившим. В случае установки этого флага будет использована расширенная форма обработчика sa_sigaction(при этом поле sa_handler не будет использоваться) [30] . Обработчику будет передаваться дополнительная информация о сигнале — структура siginfo_t(его номер, PID пославшего сигнал процесса, действующий идентификатор пользователя этого процесса). Эта весьма объемная структура будет очень кратко рассмотрена ниже. [31] Ее описание вынесено в отдельный заголовочный файл <sys/siginfo.h> и может быть изучено там.

30

Спецификация XSI требует, чтобы процесс использовал либо поле sa_handler, либо поле sa_sigaction, но не оба поля одновременно (в случае «классической» структуры sigaction, см. выше). Реализация QNX за счет объединения двух обработчиков под одним union обеспечивает это требование автоматически, хотя определения при этом становятся несколько более громоздкими.

31

Модель очереди сигналов введена главным образом для обеспечения сигналов реального времени и будет рассмотрена ниже.

Приведем несколько небольших и самых простых примеров использования модели надежных сигналов.

Модель надежных сигналов

1. Перехватчик сигнала SIGINT(реакция на пользовательский ввод [Ctrl+C]) [32] ( файл s8.cc):

 void catchint(int signo) {
  cout << "SIGINT: signo = " << signo << endl;
 }

 int main {

32

Инициализации, используемые в примерах вида sigaction act = { &catchint, 0, (sigset_t)0};, будут зависимыми от системы из-за описанных ранее различий определения struct sigaction в разных ОС UNIX.

  static struct sigaction act = { &catchint, 0, (sigset_t)0 };
  // запрещаем любые сигналы на время обработки SIGINT:
  sigfillset(&(act.sa_mask));
  // до этого вызова реакцией на Ctrl+C будет завершение задачи:
  sigaction(SIGINT, &act, NULL);
  for (int i = 0; i < 20; i++)
  sleep(1), cout << "Cycle # " << i << endl;
 }

Результатом нормального (без вмешательства оператора) выполнения приложения будет последовательность из 20 циклов секундных ожиданий, но если в процессе этих ожиданий пользователь пытается прервать работу процесса по [Ctrl+C], то он получит вывод, подобный следующему:

 ...
 Cycle # 10
 ... здесь пользователь пытается прервать программу
 SIGINT: signo = 2
 Cycle # 11
 ...

2. Запрет прерывания выполнения программы с терминала. Для этого достаточно заменить строку инициализации структуры sigaction на:

 static struct sigaction act = { SIG_IGN, 0, (sigset_t)0 };

Можно проигнорировать сразу несколько сигналов (прерывающих выполнение программы с клавиатуры):

 sigaction(SIGINT, &act, NULL );
 sigaction(SIGQUIT, &act, NULL);

Далее остановимся еще на одном вызове API-сигналов, который широко используется в этой и последующих моделях обработки (сигналы реального времени, реакция в потоках):

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

Этот вызов позволяет прочитать текущее значение (если set установлено в NULL, то параметр how игнорируется) или переустановить сигнальную маску для текущего потока. Параметры вызова:

• set— это то значение, в соответствии с которым корректируется сигнальная маска процесса;

• how— указывает, какое именно действие переустановки сигнальной маски требуется осуществить: