Linux API. Исчерпывающее руководство

Листинг 59.7. Некорректный способ разблокировки сигналов и вызова select()

sig_atomic_t gotSig = 0;

void

handler(int sig)

{

gotSig = 1;

}

int

main(int argc, char *argv[])

{

struct sigaction sa;

…

sa.sa_sigaction = handler;

sigemptyset(&sa.sa_mask);

sa.sa_flags = 0;

if (sigaction(SIGUSR1, &sa, NULL) == -1)

errExit("sigaction");

/* Что если сигнал доставлен сейчас? */

ready = select(nfds, &readfds, NULL, NULL, NULL);

if (ready > 0) {

printf("%d file descriptors ready\n", ready);

} else if (ready == -1 && errno == EINTR) {

if (gotSig)

printf("Got signal\n");

} else {

/* Какая-то другая ошибка */

}

…

}

У приведенного кода есть проблема: если сигнал (в данном случае SIGUSR1) поступает после установки обработчика, но перед вызовом select(), то последний все равно заблокируется (это разновидность состояния гонки). Ниже рассматриваются некоторые способы выхода из описанной ситуации.

С версии 2.6.27 Linux предоставляет дополнительную методику, позволяющую одновременно ожидать поступления сигнала и готовности файлового дескриптора: механизм signalfd, описанный в разделе 22.11. С его помощью можно принимать сигналы через отслеживаемый дескриптор (наряду с другими дескрипторами), используя вызовы select(), poll() или epoll_wait().

59.5.1. Системный вызов pselect()

Системный вызов pselect() по своему действию похож на select(). Его главным семантическим отличием является дополнительный аргумент, sigmask, определяющий сигналы, маски которых будут заменены во время блокировки вызова.

#define _XOPEN_SOURCE 600

#include

int pselect(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds,

struct timespec *timeout, const sigset_t *sigmask);

Возвращает количество готовых файловых дескрипторов, 0, если истекло время ожидания, или -1 при ошибке

Рассмотрим pselect() более подробно. Представьте, что мы делаем следующий вызов:

ready = pselect(nfds, &readfds, &writefds, &exceptfds, timeout, &sigmask);

Он тождественен автоматическому выполнению следующих шагов:

sigset_t origmask;

sigprocmask(SIG_SETMASK, &sigmask, &origmask);

ready = select(nfds, &readfds, &writefds, &exceptfds, timeout);

sigprocmask(SIG_SETMASK, &origmask, NULL); /* Восстанавливаем маску сигнала */

Можно переписать первую часть тела главной программы из листинга 59.7 с помощью вызова pselect().

Помимо аргумента sigmask вызовы select() и pselect() имеют следующие отличия:

• аргумент timeout в вызове pselect() представляет собой структуру timespec (см. подраздел 23.4.2), которая позволяет указывать время ожидания с точностью до наносекунд (вместо микросекунд);

• в стандарте SUSv3 подчеркивается, что вызов pselect() не изменяет аргумент timeout при возвращении.

Если передать в качестве аргумента sigmask значение NULL, то вызов pselect() будет вести себя так же, как select() (то есть не станет изменять сигнальную маску процесса), за исключением вышеупомянутых моментов.

Интерфейс pselect() разрабатывался как часть спецификации POSIX.1g и на сегодняшний день входит в стандарт SUSv3. Он доступен не во всех реализациях UNIX, а в Linux он появился только в версии 2.6.16.

Раньше функцию pselect() предоставляла библиотека glibc, но она не обеспечивала атомарности, необходимой для ее корректного выполнения. Этого можно добиться только путем реализации pselect() на уровне ядра.

Листинг 59.8. Использование вызова pselect()

sigset_t emptyset, blockset;

struct sigaction sa;

sigemptyset(&blockset);

sigaddset(&blockset, SIGUSR1);

if (sigprocmask(SIG_BLOCK, &blockset, NULL) == -1)

errExit("sigprocmask");

sa.sa_sigaction = handler;

sigemptyset(&sa.sa_mask);

sa.sa_flags = SA_RESTART;

if (sigaction(SIGUSR1, &sa, NULL) == -1)

errExit("sigaction");

sigemptyset(∅);

ready = pselect(nfds, &readfds, NULL, NULL, NULL, ∅);

if (ready == -1)

errExit("pselect");

Системные вызовы ppoll() и epoll_pwait()

В Linux 2.6.16 появился еще один нестандартный вызов, ppoll(), который имеет такое же отношение к poll(), как pselect() к select(). В Linux 2.6.19 аналогичное расширение появилось и для вызова epoll_wait() — оно имеет имя epoll_pwait(). Подробности см. на следующих страницах руководства: ppoll(2) и epoll_pwait(2).

59.5.2. Трюк с зацикленным каналом

Поскольку вызов pselect() не является широко распространенным, портируемые приложения должны применять какие-то другие стратегии для предотвращения состояния гонки в ситуациях, когда процесс одновременно ждет появления сигнала и вызывает select() для набора файловых дескрипторов. Одно из общепринятых решений выглядит так.

1. Мы создаем именованный канал и делаем его считывающий и записывающий концы неблокирующими.

2. Добавляем считывающий конец канала в список readfds, передающийся в вызов select() (вместе с остальными файловыми дескрипторами, которые нас интересуют).