Linux программирование в примерах - Арнольд Роббинс

 • Получение и установка флагов, управляющих нижележащим файлом. Из них O_NONBLOCK является, пожалуй, наиболее полезным, по крайней мере, для FIFO и каналов. Это определенно самый сложный флаг.

Упражнения

1. Напишите программу, которая выводит как можно больше сведений о текущем процессе: PID, PPID, открытые файлы, текущий каталог, значение относительного приоритета и т.д. Как вы можете сказать, какие файлы открыты? Если несколько дескрипторов файлов ссылаются на один и тот же файл, укажите это. (Опять-таки, как вы можете это узнать?)

2. Как вы думаете, atexit() хранит указатели на функции обратного вызова? Реализуйте atexit(), держа в уме принцип GNU «никаких произвольных ограничений». Набросайте схему (псевдокод) для exit(). Каких сведений (внутренностей библиотеки <stdio.h>) вам не хватает, чтобы написать exit()?

3. Программа xargs предназначена для многократных запусков команды и аргументов, когда аргументов слишком много для непосредственного набора в командной строке. Программа работает, считывая строки из стандартного ввода, рассматривая каждую строку в качестве отдельного аргумента для указанной команды, и упаковывая аргументы до тех пор, пока они остаются в пределах максимально допустимого для системы. Например:

$ grep ARG_MAX /usr/include/*.h /usr/include/*/*.h /* Командная строка */

bash: /bin/grep: Argument list too long /* Сообщение оболочки об ошибке */

$ find /usr/include -name '*.h' | xargs grep ARG_MAX /* find b xargs работают */

/usr/include/sys/param.h:#define NCARGS ARG_MAX

...

Константа ARG_MAX в <limits.h> представляет сочетание общей памяти, используемой средой, и аргументов командной строки. Стандарт POSIX не говорит, включает ли это массивы указателей или просто сами строки.

Напишите простую версию xargs, которая работает указанным способом. Не забудьте об окружении при вычислении размера необходимого пространства. Убедитесь, что тщательно управляете памятью.

4. Компоновка значения status, заполняемого функциями wait() и waitpid(), стандартом POSIX не определяется. Хотя и историческое, это 16-разрядное значение, которое выглядит, как показано на рис. 9.8.

Рис. 9.8. Компоновка значения status функции wait()

 • Ненулевое значение в битах 0–7 указывает на завершение по сигналу.

 • Все единичные биты в поле сигнала указывает, что порожденный процесс остановлен. В этом случае биты 9-15 содержат номер сигнала.

 • Единичное значение бита 8 указывает завершение со снимком процесса.

 • Если биты 0–7 равны нулю, процесс завершился нормально. В этом случае биты 9–15 являются статусом завершения.

Напишите с данными сведениями макросы POSIX WIFEXITED() и др.

5. Помня, что dup2() сначала закрывает запрошенный дескриптор файла, реализуйте dup2(), используя close() и fcntl(). Как вы обработаете случай, когда fcntl() возвращает значение меньше запрошенного?

6. Есть ли на вашей системе каталог /dev/fd? Если есть, как он реализован?

7. Напишите новую версию ch09-pipeline.c, которая порождает лишь один процесс. После порождения родитель должен поменять дескрипторы своих файлов и сам выполнить exec для одной из новых программ.

8. (Трудное) Как вы можете узнать, вызывал ли ваш процесс когда-нибудь chroot()? Напишите программу, которая проверяет это и выводит сообщение с ответом да или нет. Можно ли обмануть вашу программу? Если да, как?

9. Есть ли на вашей системе каталог /proc? Если да, доступ к какой информации о процессе он обеспечивает?

Глава 10

Сигналы

Данная глава освещает все подробности сигналов, важную, но сложную часть GNU/Linux API.

10.1. Введение

Сигнал является указанием, что случилось какое-то событие, например, попытка сослаться на адрес памяти, который не является частью адресного пространства вашей программы, или когда пользователь нажимает CTRL-C для выхода из программы (называется генерированием прерывания).

Программа может узнать лишь, что определенный сигнал был по крайней мере однажды. Обычно вы не можете сказать, случился ли один и тот же сигнал несколько раз. Вы можете отличить один сигнал от другого и управлять способом реагирования программы на различные сигналы.

Механизмы обработки сигналов развились с течением времени. Как бывает почти со всеми такими механизмами, стандартизованы и доступны как первоначальные, так и более новые API. Однако, из фундаментальных API обработка сигналов обнаруживает, возможно, самые широкие изменения; имеется множество возможностей обработки, чтобы преуспеть в использовании наиболее подходящего API. В результате, возможно, это самая трудная глава в книге. Мы сделаем всевозможное, чтобы сделать изложение более ясным, но если вы проработаете эту главу более тщательно, чем обычно, это поможет.

В отличие от большинства глав в данной книге, наше представление здесь историческое, связанное с освещением развития API, включая API, которые никогда не следует использовать в новом коде. Мы делаем это, потому что это упрощает изложение, делая понятным, почему функция POSIX API sigaction() поддерживает все те возможности, которые поддерживает.

10.2. Действия сигналов

Каждый сигнал (вскоре мы представим полный список) имеет связанное с ним действие по умолчанию. POSIX обозначает это как диспозицию (disposition) сигнала. Это то действие, которое ядро осуществляет для процесса, когда поступает определенный сигнал. Действие по умолчанию варьирует:

Завершение

Процесс завершается.

Игнорирование

Сигнал игнорируется. Программа никогда не узнает, что что-то случилось.

Снимок образа процесса

Процесс завершается, и ядро создает файл core (в текущем каталоге процесса), содержащий образ работавшей на момент поступления сигнала программы. Снимок процесса может впоследствии использоваться с отладчиком для исследования состояния программы (см. главу 15 «Отладка»).

По умолчанию системы GNU/Linux создают файлы с именем core.pid, где pid является ID завершаемого процесса. (Это можно изменить; см. sysctl(8).) Такое именование позволяет хранить в одном и том же каталоге несколько файлов core, за счет использования большего дискового пространства.[105] Традиционные системы Unix называют файл core, и это ваше дело сохранить какие-нибудь файлы core для последующего изучения, если есть шанс создания других таких же файлов в том же каталоге.

Остановка

Процесс останавливается. Впоследствии он может быть возобновлен. (Если вы использовали управление заданиями оболочки с помощью CTRL-Z, fg и bg, вы понимаете остановку процесса.)

10.3. Стандартные сигналы С: signal() и raise()

Стандарт ISO С определяет первоначальный API управления сигналами V7 и новый API для посылки сигналов. Вы должны использовать их для программ, которым придется работать на не-POSIX системах, или в случаях, когда предоставляемые ISO С API возможности являются достаточными.

10.3.1. Функция signal()

Действие сигнала изменяется с помощью функции signal(). Вы можете изменить действие на «игнорировать сигнал», «восстановить для сигнала действие системы по умолчанию» или «вызвать при появлении сигнала мою функцию с номером сигнала в качестве параметра».

Функция, которую вы предоставляете для распоряжения сигналом, называется обработчиком сигнала (или просто обработчиком), а установка ее в соответствующем месте осуществляет перехват (catch) сигнала.

Получив эти сведения, давайте перейдем к API. В заголовочном файле <signal.h> представлены определения макросов для поддерживаемых сигналов и объявления функций управления сигналами, предоставляемыми стандартом С:

#include <signal.h> /* ISO С */

void (*signal(int signum, void (*func)(int)))(int);

Это объявление для функции signal() почти невозможно прочесть. Поэтому справочная страница GNU/Linux signal(2) определяет ее таким способом:

typedef void (*sighandler_t)(int);

sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);

Теперь это более вразумительно. Тип sighandler_t является указателем на функцию с возвращаемым типом void, которая принимает один целый аргумент. Это целое является номером поступающего сигнала.

Функция signal() принимает номер сигнала в качестве своего первого параметра, а указатель функции (новый обработчик) в качестве своего второго аргумента. Если последний не является указателем функции, он может быть лишь SIG_DEF, что означает «восстановить действие по умолчанию», либо SIG_IGN, что означает «игнорировать сигнал».