Основы программирования в Linux - Нейл Мэтью

Если в установленную у вас систему не включена регистрация отладочных сообщений или она настроена иначе, отладочные сообщения могут не появляться. Для разблокирования всех отладочных сообщений и для получения подробностей настройки см. системную документацию, посвященную функции syslog или syslog-ng.

Программа logmask.c также использует функцию getpid, которая, наряду с тесно связанной с ней функцией getppid, определена следующим образом:

#include <sys/types.h>

#include <unistd.h>

pid_t getpid(void);pid_t getppid(void);

Функции возвращают идентификаторы вызвавшего и родительского процессов. Дополнительную информацию об идентификаторах процессов (PID) см. в главе 11.

Ресурсы и ограничения

Программы, выполняющиеся в системе Linux, зависят от ограниченности ресурсов. Это могут быть физические ограничения, накладываемые оборудованием (например, памятью), ограничения, связанные с системной политикой (например, разрешенное время процессора) или ограничения реализации (такие как размер типа integer или максимально допустимое количество символов в имени файла). В спецификацию UNIX включены некоторые из этих ограничений, которые может определять приложение. Дальнейшее обсуждение ограничений и последствия их нарушений см. в главе 7.

В заголовочном файле limits.h определены многие именованные константы, представляющие ограничения, налагаемые операционной системой (табл. 4.8).

Таблица 4.8

Ограничительная константа Назначение NAME_MAX Максимальное число символов в имени файла CHAR_BIT Количество разрядов в значении типа char CHAR_MAX Максимальное значение типа char INT_MAX Максимальное значение типа int

Существует множество других ограничений, полезных приложению, поэтому следует ознакомиться с заголовочными файлами установленной у вас версии системы.

Примечание

Имейте в виду, что константа NAME_MAX зависит от файловой системы. Для разработки легко переносимого кода следует применять функцию pathconf. Дополнительную информацию о ней см. на страницах интерактивного справочного руководства.

В заголовочном файле sys/resource.h представлены определения операций над ресурсами. К ним относятся функции для считывания и установки предельных значений для разрешенного размера программы, приоритета выполнения и файловых ресурсов.

#include <sys/resource.h>

int getpriority(int which, id_t who);

int setpriority(int which, id_t who, int priority);

int getrlimit(int resource, struct rlimit *r_limit);

int setrlimit(int resource, const struct rlimit *r_limit);

int getrusage(int who, struct rusage *r_usage);

Здесь id_t — это целочисленный тип, применяемый для идентификаторов пользователя и группы. Структура rusage, указанная в файле sys/resource.h, используется для определения времени центрального процессора (ЦП), затраченного текущей программой. Она должна содержать, как минимум, два элемента (табл. 4.9).

Таблица 4.9

Элемент структуры rusage Описание struct timeval ru_utime Время, использованное пользователем struct timeval ru_stime Время, использованное системой

Структура timeval определена в файле sys/time.h и содержит поля tv_sec и tv_usec, представляющие секунды и микросекунды соответственно.

Время ЦП, потребляемое программой, делится на время пользователя (время, затраченное самой программой на выполнение собственных инструкций) и системное время (время ЦП, потребляемое операционной системой в интересах программы, т.е. время, затраченное на системные вызовы, выполняющие ввод и вывод или другие системные функции).

Функция getrusage записывает данные о времени ЦП в структуру rusage, на которую указывает параметр r_usage. Параметр who может быть задан одной из констант, приведенных в табл. 4.10.

Таблица 4.10

Константа who Описание RUSAGE_SELF Возвращает данные о потреблении только для текущей программы RUSAGE_CHILDREN Возвращает данные о потреблении и для дочерних процессов

Мы будем обсуждать дочерние процессы и приоритеты задач в главе 11, но для полноты картины мы здесь упоминаем об их причастности к потреблению системных ресурсов. Пока достаточно сказать, что у каждой выполняющейся программы есть ассоциированный с ней приоритет, и чем выше приоритет программы, тем больше ей выделяется доступного времени ЦП.

Примечание

Обычные пользователи могут только снижать приоритеты своих программ, а не повышать их.

Приложения могут определять и изменять свои (и чужие) приоритеты с помощью функций getpriority и setpriority. Процесс, исследуемый или изменяемый с помощью этих функций, может быть задан идентификатором процесса, группы или пользователя. Параметр which описывает, как следует интерпретировать параметр who (табл. 4.11).

Таблица 4.11

Параметр which Описание PRIO_PROCESS who — идентификатор процесса PRIO_PGRP who — идентификатор группы PRIO_USER who — идентификатор пользователя

Итак, для определения приоритета текущего процесса вы можете выполнить следующий вызов:

priority = getpriority(PRIO_PROCESS, getpid());

Функция setpriority позволяет задать новый приоритет, если это возможно.

По умолчанию приоритет равен 0. Положительные значения приоритета применяются для фоновых задач, которые выполняются, только когда нет задачи с более высоким приоритетом, готовой к выполнению. Отрицательные значения приоритета заставляют программу работать интенсивнее, выделяя большие доли доступного времени ЦП. Диапазон допустимых приоритетов — от -20 до +20. Часто это приводит к путанице, поскольку, чем выше числовое значение, тем ниже приоритет выполнения.

Функция getpriority возвращает установленный приоритет в случае успешного завершения или -1 с переменной errno, указывающей на ошибку. Поскольку значение -1 само по себе обозначает допустимый приоритет, переменную errno перед вызовом функции getpriority следует приравнять нулю и при возврате из функции проверить, осталась ли она нулевой. Функция setpriority возвращает 0 в случае успешного завершения и -1 в противном случае.

Предельные величины, заданные для системных ресурсов, можно прочитать и установить с помощью функций getrlimit и setrlimit. Обе они для описания ограничений ресурсов используют структуру общего назначения rlimit. Она определена в файле sys/resource.h и содержит элементы, перечисленные в табл. 4.12.

Таблица 4.12

Элемент rlimit Описание rlim_t rlim_cur Текущее, мягкое ограничение rlim_t rlim_max Жесткое ограничение

Определенный выше тип rlim_t — целочисленный тип, применяемый для описания уровней ресурсов. Обычно мягкое ограничение — это рекомендуемое ограничение, которое не следует превышать; нарушение этой рекомендации может вызвать возврат ошибок из библиотечных функций. При превышении жесткого ограничения система может попытаться завершить программу, отправив ей сигнал, например, сигнал SIGXCPU при превышении ограничения на потребляемое время ЦП и сигнал SIGSEGV при превышении ограничения на объем данных. В программе можно самостоятельно задать для любых значений собственные мягкие ограничения, не превышающие жесткого ограничения. Допустимо уменьшение жесткого ограничения. Увеличить его может только программа, выполняющаяся с правами суперпользователя.

Ограничить можно ряд системных ресурсов. Эти ограничения описаны в параметре resource функций rlimit и определены в файле sys/resource.h, как показано в табл. 4.13.

Таблица 4.13

Параметр resource Описание RLIMIT_CORE Ограничение размера файла дампа ядра, в байтах RLIMIT_CPU Ограничение времени ЦП, в секундах RLIMIT_DATA Ограничение размера сегмента data(), в байтах RLIMIT_FSIZE Ограничение размера файла, в байтах RLIMIT_NOFILE Ограничение количества открытых файлов RLIMIT_STACK Ограничение размера стека, в байтах RLIMIT_AS Ограничение доступного адресного пространства (стек и данные), в байтах

В упражнении 4.15 показана программа limits.c, имитирующая типичное приложение. Она также задает и нарушает ограничения ресурсов.