Программирование для Linux. Профессиональный подход

Самьюэл Алекс

Процесс может сам послать сигнал другому процессу. Чаще всего возникает необходимость завершить требуемый процесс с помощью сигнала

SIGTERM

или

SIGKILL

. [12] С помощью сигналов можно также передавать команды выполняющимся программам. Для этого существуют "пользовательские" сигналы

SIGUSR1

и

SIGUSR2

. Иногда в аналогичных целях применяется сигнал

SIGHUP

, с помощью которого можно заставить программу повторно прочитать свои файлы конфигурации.

12

В

чём между ними разница! Сигнал

SIGTERM

является запросам на завершение; процесс может его проигнорировать и продолжить свое выполнение.. Сигнал

SIGKILL

вызывает немедленное безусловное уничтожение процесса и не может быть обработан.

Функция

sigaction

определяет правила обработки указанного сигнала. Первый ее аргумент — это номер сигнала. Следующие два аргумента представляют собой указатели на структуру

sigaction

; первый из них регистрирует новый обработчик сигнала, а второй содержит описание предыдущего обработчика. Наиболее важным полем структуры

sigaction

является

sa_handler

. Оно может содержать одно из трех значений:

■ 

SIG_DFL

— выбор стандартного обработчика сигнала;

■ 

SIG_IGN

— игнорирование сигнала,

■ указатель на функцию обработки сигнала; эта функция должна принимать один параметр (номер сигнала) и возвращать значение типа

void

.

Поскольку сигнал может прийти в любой момент, он способен застать программу "врасплох" за выполнением критической операции, не подразумевающей прерывание. Такой операцией, к примеру, является обработка предыдущего сигнала. Отсюда правило: следует избегать операций ввода-вывода и вызовов большинства библиотечных и системных функций в обработчиках сигналов.

Обработчик должен выполнять минимум действий в ответ на получение сигнала и как можно быстрее возвращать управление в программу (или просто завершать ее работу). В большинстве случаев обработчик просто фиксирует факт поступления сигнала, а основная программа периодически проверяет, был ли сигнал, и реагирует должным образом.

Тем не менее возможность прерывания обработчика никогда нельзя исключать. Это очень сложная ситуация для диагностирования и отладки (и наглядный пример состояния гонки, о котором пойдет речь в разделе 4.4. "Синхронизация потоков и критические секции"). Необходимо внимательно следить за тем, что именно делается в обработчике.

Даже присвоение значения глобальной переменной несет потенциальную опасность, так как данная операция может занять два или три такта процессора, а за это время успеет прийти следующий сигнал, вследствие чего переменная окажется поврежденной. Если обработчик использует какую-то переменную в качестве флага поступления сигнала, она должна иметь специальный тип

sig_atomic_t

. Linux гарантирует, что операция присваивания значения такой переменной займет ровно один такт и не будет прервана. На самом деле тип

sig_atomic_t

в Linux эквивалентен типу

int

; более того, операции присваивания целочисленных переменных (32- и 16-разрядных) и указателей всегда атомарны. Использовать тип

sig_atomic_t

необходимо для того, чтобы программу можно было перенести в любую стандартную UNIX-систему.

В листинге 3.5 представлен шаблон программы, в которой функция-обработчик подсчитывает, сколько раз программа получает сигнал

SIGUSR1

.

Листинг 3.5. (sigusr1.c)

Корректное применение обработчика сигнала

#include <signal.h>

#include <stdio.h>

#include <string.h>

#include <sys/types.h>

#include <unistd.h>

sig_atomic_t sigusr1_count = 0;

void handler(int signal_number) {

 ++sigusr1_count;

}

int main {

 struct sigaction sa;

 memset(&sa, 0, sizeof(sa));

 sa.sa_handler = &handler;

 sigaction(SIGUSR1, &sa, NULL);

 /* далее идет основной текст. */

 /* ... */

 printf("SIGUSR1 was raised %d times\n", sigusr1_count);

 return 0;

}

3.4. Завершение процесса

Обычно процесс завершается одним из двух способов: либо выполняющаяся программа вызывает функцию

exit

, либо функция

main

заканчивается. У каждого процесса есть код завершения — число, возвращаемое родительскому процессу. Этот код передается в качестве аргумента функции

exit

или возвращается функцией

main

.

Возможно также аварийное завершение процесса, в ответ на получение сигнала. Таковыми могут быть, например, упоминавшиеся выше сигналы

SIGBUS

,

SIGSEGV

и

SIGFPE

. Есть сигналы, явно запрашивающие прекращение работы процесса. В частности, сигнал

SIGINT

посылается, когда пользователь нажимает <Ctrl+C>. Сигнал

SIGTERM

посылается процессу командной

kill

по умолчанию. Если программа вызывает функцию

abort

, она посылает сама себе сигнал

SIGABRT

. Самый "могучий" из всех сигналов —

SIGKILL

: он приводит к безусловному уничтожению процесса и не может быть ни блокирован, ни обработан.

Любой сигнал можно послать с помощью команды

kill

, указав дополнительный флаг. Например, чтобы уничтожить процесс, послав ему сигнал

SIGKILL

, воспользуйтесь следующей командой:

% kill -KILL идентификатор_процесса

Для отправки сигнала из программы предназначена функция

kill

. Ее первым аргументом является идентификатор процесса. Второй аргумент — номер сигнала (стандартному поведению команды

kill

соответствует сигнал

SIGTERM

). Например, если переменная

child_pid

содержит идентификатор дочернего процесса, то следующая функция, вызываемая из родительского процесса, вызывает завершение работы потомка: