signalについて（中篇）

シグナルの実装

4. シグナルの実装（アボート、待機）

4.9 アボート

　アボート（abort(3)）はその名の通り、中止や中断といった意味です。この関数はSIGABRTシグナルを送信しています。

　SIGABRTシグナルは捕捉可能で、無視する事も可能です。しかし無視してもちゃんとプロセスは終了します。

　abort(3)は、プロセス側でSIGABRTを無視設定していても、それらを解除しています。また、プロセス側がハンドラで捕捉している場合、ハンドラが叩かれた後でプロセスが終了するようにしています。

　内部では、無視設定されている場合は初期動作に戻します。

　また、ハンドラ設定されている場合を想定し、自プロセスに2回送信する事で確実に終了させています。ライブラリ内でシグナルを捕捉する関数を用意する場合、参考になると思います。

signal_test_abort.c

/*
gcc signal_test_abort.c -o signal_test_abort -W -Wall -g
*/
#include <sys/signal.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>

void signal_handle( int sig );
void abort( );

int  main( ) {

    struct sigaction sa;
    sa.sa_handler = signal_handle;
    sa.sa_flags   = SA_RESTART;
    sigemptyset( &sa.sa_mask );
    sigaction( SIGABRT, &sa, 0 );

    printf( "in mail before abort!!\n" );
    abort( );
    printf( "in mail after  abort!!\n" );
}

void signal_handle( int sig ) {

    ( void )sig;
    char * msg = "in signal_handle!!\n";
    write( 1, msg, strlen( msg ));
}

void abort( void ) {
    sigset_t         mask;
    struct sigaction sa;

    sigaction( SIGABRT, 0, &sa );
    if( sa.sa_handler == SIG_IGN ) {
        sa.sa_handler = SIG_DFL;
        sigaction( SIGABRT, &sa, 0 );
    }

    sigfillset( &mask );
    sigdelset( &mask, SIGABRT );
    sigprocmask( SIG_SETMASK, &mask, 0 );

    kill( getpid( ), SIGABRT );

    sa.sa_handler = SIG_DFL;
    sigaction( SIGABRT, &sa, 0 );
    sigprocmask( SIG_SETMASK, &mask, 0 );

    kill( getpid(), SIGABRT );

    exit( 1 );
}

4.10 待機

　シグナルはプロセスにとって非同期に送信されるもので、だからこそシグナルハンドラで捕捉し、その中で処理します。しかし場合によっては特定のシグナルの到着を待機する必要があります。つまりシグナルを同期的な処理です。待機中はプロセスが止まっているので、意図的にプロセスのサスペンドとレジュームを実装することが可能になります。

　実装は、sigprocmaskで対象シグナルをマスクし、sigsuspendによってサスペンドします。

　下記の例はCtrl＋Cを押下されると子プロセスを止め、もう一度Ctrl＋Cを押下されると子プロセスを再開します。

signal_test_process.c

/*
gcc signal_test_process.c -o signal_test_process -W -Wall -g
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <signal.h>
#include <errno.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>

void signal_set     ( );
void signal_handler ( int num );
void child_handler  ( int num );
void suspend_handler( int num );
void resume_handler ( int num );
void end_handler    ( int num );

pid_t      g_pid;
int        max_cnt;
int        end_flg;

int main( int argc, char ** argv ) {

    if( argc < 2 ) {
        exit( 1 );
    }

    int  i;

    signal_set( );

    max_cnt = atoi( argv[1] );
    g_pid = 0;
    fprintf( stdout, "parent:[%d][%d] Start!! \n", getpid( ), 
             getpgrp( ));

    for( i = 0; i < max_cnt; i ++ ) {
        pid_t pid = fork( );

        if( pid == 0 ) {        /* child process */
            fprintf( stdout, "child:[%d][%d][%d] Start!! \n", 
                     i, getpid( ), getpgrp( ));
            if( g_pid == 0 ) {
                g_pid = getpid( );
            }
            setpgid( 0, g_pid );
            fprintf( stdout, "child:[%d][%d][%d] Start!! \n", 
                     i, getpid( ), getpgrp( ));

            int count = 20;
            while( count ) {
                sleep( 1 );
                fprintf( stdout, "process:[%d] count:[%d]\n", 
                         getpid( ), count );
                count --;
            }
            exit( 0 );
        }

        else if( pid > 0 ) {    /* parent processs */
            if( g_pid == 0 ) {
                g_pid = pid;
            }
        }
    }

    while( end_flg == 0 ) {
        pause( );
    }
    return 0;
}

void signal_set( ) {

    struct sigaction sa1, sa2, sa3, sa4, sa5;

    sigemptyset( &sa1.sa_mask );
    sa1.sa_handler = signal_handler;
    sa1.sa_flags   = SA_RESTART;
    sigaction( SIGINT, &sa1, 0 );

    sigemptyset( &sa2.sa_mask );
    sa2.sa_handler = child_handler;
    sa2.sa_flags   = SA_RESTART;
    sigaction( SIGCHLD, &sa2, 0 );

    sigemptyset( &sa3.sa_mask );
    sa3.sa_handler = suspend_handler;
    sa3.sa_flags   = 0;
    sigaction( SIGUSR1, &sa3, 0 );

    sigemptyset( &sa4.sa_mask );
    sa4.sa_handler = resume_handler;
    sa4.sa_flags   = 0;
    sigaction( SIGUSR2, &sa4, 0 );

    sigemptyset( &sa5.sa_mask );
    sa5.sa_handler = end_handler;
    sa5.sa_flags   = 0;
    sigaction( SIGQUIT, &sa5, 0 );
}

void signal_handler( int num ) {

    ( void )num;

    static int flg = 0;
    int no = 0;

    if( flg == 0 ) {
        no = SIGUSR1;
    }
    else {
        no = SIGUSR2;
    }
    kill( -g_pid, no );
    flg ^= 1;
}

void child_handler( int num ) {

    ( void )num;
    while( waitpid( -1, 0, WNOHANG ) > 0 );
    return;
}

void suspend_handler( int num ) {

    ( void )num;
    sigset_t signal_set;

    fprintf( stdout, "process:[%d] suspend!!\n", getpid( ));

    sigemptyset( &signal_set );
    sigaddset( &signal_set, SIGUSR2 );
    int no = 0;
    sigwait( &signal_set, &no );
    return ;
}

void resume_handler( int num ) {

    ( void )num;
    fprintf( stdout, "process:[%d] resume!!\n", getpid( ));
    return;
}

void end_handler( int num ) {

    ( void )num;
    kill( -g_pid, SIGKILL );
    end_flg = 1;
}

　引数は1つで、子プロセス数を表します。カウントダウンを始めて20秒後に子プロセスは終了しますが、Ctrl＋Cを押下されるとカウントダウンをストップします。再度Ctrl＋Cを押下するとカウントダウンを開始します。親プロセスにSIGQUIT(画面からCtrl+\ 押下)を送信すると、全プロセスを終了します。