131

Рисунок 3.6 — Пример работы двух дополнительных нитей процесса

3.7 Сигналы POSIX

Формально, стандарт POSIX-2001 под сигналом понимает «механизм», с помощью которого процесс или поток управления уведомляют о некотором событии, произошедшем в системе, или подвергают воздействию этого события.

Примерами подобных событий могут служить аппаратные исключительные ситуации и специфические действия процессов.

Термин "сигнал" используется также для обозначения самого события.

Говорят, что сигнал генерируется (или посылается) для процесса (потока управления), когда происходит вызвавшее его событие:

• выявлен аппаратный сбой;

134

В случае успеха, возвращается ноль. При ошибке, возвращается -1 и значение errno устанавливается:

•EINVAL -задан неправильный сигнал;

•ESRCH - идентификатор процесса pid или группа процесса не существуют. Заметим, что существующий процесс может быть зомби - процессом, который уже находится в состоянии завершения, но пока в котором пока ещё не выполнился wait(...).

•EPERM - текущий процесс не имеет прав на посылку сигнала к любому из указанных процессов; процессы, которые имеют права на посылку сигнала процессу с номером pid должны иметь привелегии суперпользователя или, реальный или эффективный идентификатор пользователя процесса, посылающего сигнал, должен быть таким же как реальный или эффективный идентификатор пользователя процесса, принимающего сигнал; в случае, когда посылающий и принимающий процессы относятся к одной сессии, становится доступным сигнал SIGCONT.

Замечание

Процесс имеет право послать сигнал адресату, заданному аргументом pid, если он (процесс) имеет соответствующие привилегии или его реальный или действующий идентификатор пользователя совпадает с реальным или сохраненным идентификатором адресата.

Вызов служебной программы kill в виде: kill -l, позволяет вывести на терминал весь список сигналов, поддерживаемых используемой ОС:

Стандарт языка C определяет имена всего шести сигналов: SIGABRT, SIGFPE, SIGILL, SIGINT, SIGSEGV и SIGTERM.

ОС Linux поддерживает сигналы режима реального времени, включенные в POSIX 1003.1-2001, которые соответствуют 32 сигналам, начиная с номера 32 (SIGRTMIN) до номера 63 (SIGRTMAX).

В отличие от стандартных сигналов, сигналы режима реального времени не имеют предопределенных заранее значений: весь набор сигналов режима реального времени приложения могут использовать так, как им будет нужно.

135

Замечание

Программы должны всегда ссылаться на сигналы режима реального времени, используя записи SIGRTMIN+n, так как диапазон номеров таких сигналов варьируется в системах Unices.

Стандарт POSIX-2001 определяет как обязательные для реализации сигналы, представленные в таблице 3.3.

Таблица 3.3 - Сигналы, определенные стандартом POSIX

В целом, технология использования сигналов достаточно сложна и требует знания многих аспектов работы ОС.

Далее, мы рассмотрим простой пример, предполагающий, что дочерние процессы могут быть остановлены по тем или иным причинам, например внешним воздействием. В таком случае, родительский процесс может бесконечно долго ожидать их

137

завершения.

Если остановка дочернего процесса вызвана получением соответствующего сигнала, то родительский процесс может узнать об этом с помощью системного вызова waitpid(...).

На листинге 3.7 представлена программа, в которой:

•родительский процесс, в цикле, создает пять дочерних процессов, после чего начинает ожидать их завершение, отслеживая остановки по получению сигналов;

•каждый дочерний процесс, после небольшого тайм-аута, посылает себе сигнал SIGSTOP, останавливая свою работу;

•родительский процесс обнаруживает остановку дочернего процесса по сигналу и сам посылает сигнал SIGCONT, который дает возможность дочернему процессу завершить свою работу.

Листринг 3.7 — Пример перезапуска дочерних процессов, остановленных сигналом

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <sys/types.h> #include <sys/wait.h> #include <unistd.h>

int main(void) {

puts("Проект lab9.7 ..."); pid_t pid, cpid;

int i, status=0xAAAA;

puts("Запуск пяти дочерних процессов:"); for (i=0; i<5; i++) {

pid = fork(); if (pid > 0) {

printf(" Родителский процесс: Запустил ДП%i с pid = %i\n", i, pid);

}else{

sleep(i + 3);

printf(" ДП%i pid=%i: останавливаюсь сигналом SIGTOP\n", i, getpid()); raise(SIGSTOP);

printf(" ДП%i: Завершаюсь со статусом = %i\n", i, i); exit(i);

}

}

sleep(1);

puts("Ожидание завершения дочерних процессов:"); while((cpid = waitpid(-1, &status, WUNTRACED)) > 0) {

if (WIFSTOPPED(status)) {

printf(" РП: процесс pid = %i остановлен сигналом = %i\n", cpid, WSTOPSIG(status));

sleep(1);

printf(" РП: посылаю сигнал SIGCONT процессу pid = %i\n", cpid); kill(cpid, SIGCONT);

}

if (WIFEXITED(status)) {

printf(" РП: процесс pid = %i завершился со статусом = %i\n", cpid, WEXITSTATUS(status));

}

}

puts("Завершение проекта lab9.7 ..."); return EXIT_SUCCESS;

}

138 Пример запуска этой программы представлен на рисунке 3.7.

Рисунок 3.7 — Посылка сигналов дочерним процессам

В приложениях так же часто используются системные вызовы, останавливающие выполнение процесса. К ним относятся:

#include <unistd.h>

unsigned int sleep(unsigned int seconds); int pause(void);

где seconds — число секунд, на которое процесс «засыпает».

Эти вызовы не посылают родительскому процессу сигналов, но сами реагируют на сигнал SIGCONT. Поэтому, когда они блокируют выполнение программы, родительский процесс может снять их действие по тайм-ауту, посылая сигнал.

139 На листинге 3.8 представлена программа, в которой:

•родительский процесс, в цикле, создает пять дочерних процессов, после чего «засыпает» на 5 секунд, а затем посылает всем дочерним процессам сигнал

SIGCONT;

•все дочерние процессы регистрируют обработчик сигнала SIGCONT;

•первые два дочерних процесса останавливают свою работу с помощью системного вызова pause(...);

•остальные дочерние процессы останавливают свою работу с помощью системного вызова sleep(…).

Листринг 3.8 — Пример перезапуска дочерних процессов по тайм-ауту

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <sys/types.h> #include <sys/wait.h> #include <unistd.h>

if (i < 3){

}

}

puts("Ожидание завершения дочерних процессов:"); sleep(5);

if (kill(0, SIGCONT) < 0){ // Посылаю сигнал всем, входящим в мою группу perror("kill():");

}

while((cpid = waitpid(-1, &status, WUNTRACED)) > 0) { if (WIFSTOPPED(status)) {

printf(" РП: процесс pid = %i остановлен сигналом = %i\n", cpid, WSTOPSIG(status));

sleep(1);

printf(" РП: посылаю сигнал SIGCONT процессу pid = %i\n", cpid); kill(cpid, SIGCONT);

}

140

if (WIFEXITED(status)) {

printf(" РП: процесс pid = %i завершился со статусом = %i\n", cpid, WEXITSTATUS(status));

}

}

puts("Завершение проекта lab9.8 ..."); return EXIT_SUCCESS;

}

На рисунке 3.8 показан результат работы этой программы.

Рисунок 3.8 — Пробуждение процессов обработчиком сигналов