Майкл Джонсон - Разработка приложений в среде Linux. Второе издание

• Название: Разработка приложений в среде Linux. Второе издание
• Автор: Майкл Джонсон
• Издательство: Вильямс
• Жанр: Программное обеспечение
• Год: 2007
• ISBN: 978-5-8459-1143-8

Книга известных профессионалов в области разработки коммерческих приложений в Linux представляет собой отличный справочник для широкого круга программистов в Linux, а также тех разработчиков на языке С, которые перешли в среду Linux из других операционных систем. Подробно рассматриваются концепции, лежащие в основе процесса создания системных приложений, а также разнообразные доступные инструменты и библиотеки. Среди рассматриваемых в книге вопросов можно выделить анализ особенностей применения лицензий GNU, использование свободно распространяемых компиляторов и библиотек, системное программирование для Linux, а также написание и отладка собственных переносимых библиотек. Изобилие хорошо документированных примеров кода помогает лучше усвоить особенности программирования в Linux.

Книга рассчитана на разработчиков разной квалификации, а также может быть полезна для студентов и преподавателей соответствующих специальностей.

---

49:  raise(SIGRTMIN+1);

50:  raise(SIGRTMIN);

51:  raise(SIGRTMIN);

52:  raise(SIGRTMIN+1);

53:  raise(SIGRTMIN);

54:  raise(SIGUSR1);

55:  raise(SIGUSR1);

56:

57:  /* Разрешить доставку этих сигналов. Все они будут доставлены

58:     прямо перед возвратом этого вызова (для Linux; это

59:     НЕПЕРЕНОСИМОЕ поведение). */

60:  sigprocmask(SIG_SETMASK, &oldMask, NULL);

61:

62:  /* Отобразить упорядоченный список перехваченных сигналов */

63:  printf("Принятые сигналы:\n");

64:  for (i = 0; i < nextSig; i++)

65:   if (sigOrder[i] < SIGRTMIN)

66:    printf("\t%s\n", strsignal(sigOrder[i]));

67:   else

68:    printf("\tSIGRTMIN + %d\n", sigOrder[i] - SIGRTMIN);

69:

70:  return 0;

71: }

Эта программа посылает себе некоторое количество сигналов и выводит на дисплей порядок их получения. Когда сигналы отправляются, она блокирует их, чтобы предотвратить немедленную доставку. Также она блокирует сигналы всякий раз, когда вызывается обработчик, устанавливая значение члена sa_mask структуры struct sigaction при настройке обработчика для каждого сигнала. Это предотвращает возможное состояние состязаний при обращении к глобальным переменным nextSig и sigOrder изнутри обработчика.

Запуск этой программы выдаст показанные ниже результаты.

Принятые сигналы:

        User defined signal1

        SIGRTMIN + 0

        SIGRTMIN + 0

        SIGRTMIN + 0

        SIGRTMIN + 1

        SIGRTMIN + 1

Это показывает, что все сигналы реального времени были доставлены, в то же время, был доставлен только один экземпляр сигнала SIGUSR1. Вы также видите изменение порядка сигналов реального времени — все сигналы SIGRTMIN были доставлены перед SIGRTMIN + 1.

12.7. Дополнительные сведения о сигналах

Сигналы, которые мы обсуждали до сих пор, не несли в себе никаких данных; появление сигнала — это единственная информация, которую получает приложение. В некоторых случаях было бы неплохо знать, что послужило причиной отправки сигнала (как, например, неправильная адресация памяти, генерирующая SIGSEGV), или же иметь возможность включить данные в сигналы, генерируемые приложением. Расширение реального времени Real Time Signals позволяет решить обе эти задачи.

12.7.1. Получение контекста сигнала

Информация о том, как и почему был сгенерирован сигнал, называется контекстом[68] сигнала. Приложения, которые должны видеть этот контекст, используют обработчики сигналов, отличающиеся от нормальных. Они включают два дополнительных параметра — указатель на siginfo_t, предоставляющий контекст сигнала, и указатель на void*, который может быть использован некоторыми низкоуровневыми системными библиотеками[69]. Вот как выглядит полный прототип такого обработчика.

void handler(int signum, siginfo_t *siginfo, void *context);

Приложение должно указать ядру на необходимость передачи полной информации о контексте, устанавливая флаг SA_SIGINFO члена sa_mask структуры struct sigaction, применяемой для регистрации обработчика сигнала. Член sa_handler также не используется, потому что он является указателем на функцию с другим прототипом. Вместо этого новый член, sa_sigaction, указывает на обработчик сигнала с правильным прототипом. Чтобы снизить потребление памяти, sa_handler и sa_sigaction разрешено использовать один и тот же участок памяти, поэтому только один из двух должен применяться в одно и то же время. Чтобы сделать это прозрачным, библиотека С определяет struct sigaction следующим образом.

#include <signal.h>

struct sigaction {

 union {

  __sighandler_t sa_handler;

  __sigaction_t sa_sigaction;

 } __sigaction_handler;

 sigset_t sa_mask;

 unsigned long sa_flags;

};

#define sa_handler __sigaction_handler.sa_handler

#define sa_sigaction __sigaction_handler.sa_sigaction

Использование представленной комбинации объединений и макросов позволяет этим двум членам разделять одну и ту же память без необходимости усложнения с точки зрения приложений.

Структура siginfo_t содержит информацию о том, где и почему был сгенерирован сигнал. Всем сигналам доступны два члена: sa_signo и si_code. Какие другие члены доступны — зависит от конкретного сигнала, и эти члены разделяют память подобно тому, как это делают члены sa_handler и sa_sigaction структуры struct sigaction. Член sa_signo содержит номер доставленного сигнала и всегда равен значению первого параметра, переданного обработчику сигнала, в то время как si_code указывает, почему сигнал был сгенерирован, и изменяется в зависимости от номера сигнала. Для большинства сигналов он может принимать перечисленные ниже значения.[70]

SI_USER

Приложение пространства пользователя вызвало kill() для отправки сигнала. Примечание. Функция sigsend(), включенная в Linux для совместимости с некоторыми системами Unix, также выдает SI_USER.

SI_QUEUE

Приложение пространства пользователя вызвало sigqueue() для от правки сигнала, что обсуждается в самом конце этой главы.

SI_TKILL

Приложение пространства пользователя вызвало tkill(). В то время как ядро Linux использует SI_TKILL, его значение не специфицировано в текущей версии библиотеки С.

Если вам нужно проверить SI_TKILL, используйте следующий сегмент кода для определения этого значения:

#ifndef SI_TKILL

#define SI_TKILL -6

#endif

SI_TKILL не специфицирован ни в каком стандарте (хотя допускается ими), поэтому его следует применять осторожно в переносимых программах.

SI_KERNEL

Сигнал сгенерирован ядром.

Когда SIGILL, SIGFPE, SIGSEGV, SIGBUS и SIGCHLD посылаются ядром, то si_code вместо si_kernel принимает значения, перечисленные в табл. 12.3[71].

Таблица 12.3. Значения si_code для специальных сигналов

Сигнал si_code Описание SIGILL ILL_ILLOPC Неправильный код операции (opcode). ILL_ILLOPC Неправильный операнд. ILL_ILLOPC Неправильный режим адресации. ILL_ILLOPC Неправильная ловушка (trap). ILL_ILLOPC Привилегированный код операции. ILL_ILLOPC Привилегированный регистр. ILL_ILLOPC Внутренняя ошибка стека. ILL_ILLOPC Ошибка сопроцессора. SIGFPE FPE_INTDIV Деление целого на ноль. FPE_INTOVF Переполнение целого. FPE_FLTDIV Деление числа с плавающей точкой на ноль. FPE_FLTOVF Переполнение числа с плавающей точкой. FPE_FLTUND Потеря значимости числа с плавающей точкой. FPE_FLTRES Неточный результат числа с плавающей точкой. FPE_FLTINV Неверная операция с плавающей точкой. FPE_FLTSUB Число с плавающей точкой вне диапазона. SIGSEGV SEGV_MAPPER Адрес не отображается на объект. SEGV_ACCERR Неверные права доступа для адреса. SIGBUS BUS_ADRALN Неверное выравнивание адреса. BUS_ADRERR Несуществующий физический адрес. BUS_OBJERR Специфичный для объекта сбой оборудования. SIGCHLD CLD_EXITED Дочерний процесс завершен. CLD_KILLED Дочерний процесс уничтожен. CLD_DUMPED Дочерний процесс уничтожен с выводом дампа памяти в файл. CLD_TRAPPED Дочерний процесс достиг точки останова. CLD_STOPPED Дочерний процесс приостановлен.

Чтобы помочь прояснить разные значения, которые может принимать si_code, рассмотрим пример, в котором SIGCHLD генерируется четырьмя разными способами: kill(), sigqueue(), raise() (использует системный вызов tkill()) и созданием дочернего процесса, который немедленно прерывается.