12.7.1. Получение контекста сигнала

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

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.

 1: /* sicode.с */

 2:

 3: #include <sys/signal.h>

 4: #include <stdlib.h>

 5: #include <stdio.h>

 6: #include <unistd.h>

 7:

 8: #ifndef SI_TKILL

 9: #define SI_TKILL -6

10: #endif

11:

12: void handler(int signo, siginfo_t *info, void *f ) {

13:  static int count = 0;

14:

15:  printf("перехвачен сигнал, отправленный ");

16:  switch(info->si_code) {

17:  case SI_USER:

18:   printf("kill() "); break;

19:  case SI_QUEUE:

20:   printf("sigqueue() "); break;

21:  case SI_TKILL:

22:   printf("tkill() или raise() "); break;

23:  case CLD_EXITED:

24:   printf ("ядро сообщает, что дочерний процесс завершен "); exit(0);

25:  }

26:

27:  if (++count == 4) exit(1);

28: }

29:

30: int main() {

31:  struct sigaction act;

32:  union sigval val;

33:  pid_t pid = getpid();

34:

35:  val.sival_int = 1234;

36:

37:  act.sa_sigaction = handler;

38:  sigemptyset(&act.sa_mask);

39:  act.sa_flags = SA_SIGINFO;

40:  sigaction(SIGCHLD, &act, NULL);

41:

42:  kill(pid, SIGCHLD);

43:  sigqueue(pid, SIGCHLD, val);

44:  raise(SIGCHLD);

45:

46:  /* Чтобы получить SIGCHLD от ядра, мы создаем дочерний процесс

47:     и немедленно завершаем его. Обработчик сигнала выйдет после

48:     получения сигнала от ядра, поэтому мы просто засыпаем

49:     на время и позволяем программе прерваться подобным образом. */

50:

51:  if (!fork()) exit(0);

52:  sleep(60);

53:

54:  return 0;

55: }

Если si_code равно SI_USER, SI_QUEUE или SI_TKILL, то доступны два дополнительных члена siginfo_t: si_pid и si_uid, которые представляют идентификатор процесса, пославшего сигнал и действительный идентификатор пользователя этого процесса.

Когда ядром посылается SIGCHLD, доступны члены si_pid, si_status, si_utime и si_stime. Первый из них, si_pid, задает идентификатор процесса, состояние которого изменилось[72]. Информация о новом состоянии доступна как в si_code (как показано в табл. 12.3) и в si_status, что идентично целому значению состояния, возвращаемому семейством функций wait().

Последние два члена, si_utime и si_stime, определяют период времени, которое потрачено дочерним приложением на работу в пользовательском режиме и в режиме ядра, соответственно (это подобно тому, что возвращают вызовы wait3() и wait4() в структуре struct rusage). Это время измеряется в тиках часов, заданных целым числом. Количество тиков в секунду задает макрос _SC_CLK_TCK, определенный в <sysconf.h>.

SIGSEGV, SIGBUS, SIGILL и SIGFPE — все они представляют si_addr, специфицирующий адрес, который вызвал сбой, описанный si code.

Ниже приведен простой пример проверки контекста сигнала. Он устанавливает обработчик сигнала для SIGSEGV, который печатает контекст сигнала и прерывает процесс. Нарушение сегментации генерируется попыткой обращения к NULL.

 1: /* catch-segv.c */

 2:

 3: #include <sys/signal.h>

 4: #include <stdlib.h>

 5: #include <stdio.h>

 6:

 7: void handler(int signo, siginfo_t *info, void *f) {

 8:  printf("перехват");

 9:  if (info->si_signo == SIGSEGV)

10:   printf("segv accessing %p", info->si_addr);

11:  if (info->si_code == SEGV_MAPERR)

12:   printf("SEGV_MAPERR");

13:  printf(" ");

14:

15:  exit(1);

16: }

17:

18: int main() {

19:  struct sigactin act;

20:

21:  act.sa_sigaction = handler;

22:  sigemptyset(&act.sa_mask);

23:  act.sa_flags = SA_SIGINFO;

24:  sigaction(SIGSEGV, &act, NULL);

25:

26:  *((int *)NULL) = 1 ;

27:

28:  return 0;

29: }