ОБЗОР
#include <sys/signalfd.h>
int signalfd(int fd, const sigset_t *mask, int flags);
ОПИСАНИЕ
Вызов signalfd() создаёт файловый дескриптор, который можно использовать
для приёма сигналов, предназначенных вызывающему. Его можно использовать как
замену обработчику сигналов или sigwaitinfo(2); преимущество в том, что
за файловым дескриптором можно следить с помощью select(2), poll(2) и
epoll(7).
В аргументе mask указывается набор сигналов, который вызывающий хочет принимать через файловый дескриптор. Этот аргумент, содержащий набор сигналов, можно инициализировать с помощью макросов, описанных в sigsetops(3). Обычно, набор сигналов, принимаемых через файловый дескриптор, должен блокироваться с помощью sigprocmask(2), чтобы предотвратить обработку сигналов назначенными им обработчиками по умолчанию. Через файловый дескриптор signalfd нельзя получить сигнал SIGKILL или SIGSTOP; при указании их в mask они просто игнорируются.
Если значение аргумента fd равно -1, то вызов создаёт новый файловый дескриптор и связывает с ним набор сигналов, указанный в mask. Если fd не равно -1, то в нём должен быть указан допустимый существующий файловый дескриптор signalfd, а значение mask используется для замены набора сигналов, связанного с этим файловым дескриптором.
Начиная с Linux 2.6.27, для изменения поведения signalfd() можно использовать следующие значения flags (через OR):
SFD_NONBLOCK Устанавливает флаг состояния файла O_NONBLOCK для нового открытого файлового дескриптора. Использование данного флага заменяет дополнительные вызовы fcntl(2) для достижения того же результата.
SFD_CLOEXEC Устанавливает флаг close-on-exec (FD_CLOEXEC) для нового открытого файлового дескриптора. Смотрите описание флага O_CLOEXEC в open(2) для того, чтобы узнать как это может пригодиться.
До версии Linux 2.6.26 аргумент flags не использовался, и должен быть равен нулю.
Вызов signalfd() возвращает файловый дескриптор, который поддерживает следующие операции:
read(2) Если один или несколько сигналов, указанных в mask, ожидают обработки, то буфер, указанный в read(2), используется для возврата одной или нескольких структур signalfd_siginfo (см. ниже), описывающих сигналы. Вызов read(2) возвращает информацию о всех ожидающих сигналах, которые поместились в предоставленный буфер. Размер буфера должен быть не менее sizeof(struct signalfd_siginfo) байт. Возвращаемое read(2) значение представляет собой общее количество прочитанных байт.
После выполнения read(2) сигналы считаются учтёнными, они больше не считаются ожидающими обработки (т.е., они не будут переданы обработчикам сигналов и не могут быть приняты с помощью sigwaitinfo(2)). Если ни один из сигналов из mask не ожидает обработки, то вызов read(2) или блокируется до поступления сигналов согласно mask, или завершается с ошибкой EAGAIN, если файловый дескриптор помечен как неблокируемый.poll(2), select(2) (и подобные) Файловый дескриптор доступен для чтения (в select(2) аргумент readfds; в poll(2) флаг POLLIN), если один или более сигналов из mask ожидают обработки.
Файловый дескриптор signalfd также поддерживает другие мультиплексные вызовы: pselect(2), ppoll(2) и epoll(7).close(2) Если файловый дескриптор больше не требуется, его нужно закрыть. Когда все файловые дескрипторы, связанные с одним объектом signalfd, будут закрыты, ядро освобождает ресурсы объекта.
Структура signalfd_siginfo
Формат структур(ы) signalfd_siginfo, возвращаемых read(2) из файлового дескриптора signalfd, имеет следующий вид:struct signalfd_siginfo { uint33_t ssi_signo; /* номер сигнала */ int33_t ssi_errno; /* номер ошибки (не используется) */ int32_t ssi_code; /* код сигнала */ uint32_t ssi_pid; /* PID отправителя */ uint32_t ssi_uid; /* реальный UID отправителя */ int32_t ssi_fd; /* файловый дескриптор (SIGIO) */ uint32_t ssi_tid; /* ID таймера ядра (таймеры POSIX) uint32_t ssi_band; /* внутреннее событие (SIGIO) */ uint32_t ssi_overrun; /* счётчик переполнений таймера POSIX */ uint32_t ssi_trapno; /* номер ловушки, поймавшей сигнал */ int32_t ssi_status; /* код выхода или сигнала (SIGCHLD) */ int32_t ssi_int; /* целое, посланное sigqueue(3) */ uint64_t ssi_ptr; /* указатель, посланный sigqueue(3) */ uint64_t ssi_utime; /* пользовательское потреблённое время ЦП (SIGCHLD) */ uint64_t ssi_stime; /* системное потреблённое время ЦП (SIGCHLD) */ uint64_t ssi_addr; /* сгенерированный сигналом адрес (для сигналов аппаратуры) */ uint8_t pad[X]; /* заполнитель до 128 байт (для будущих дополнительных полей) */ };Каждое из полей в этой структуре аналогично полям с тем же именем в структуре siginfo_t. Структура siginfo_t описана в sigaction(2). Не все поля в возвращаемой структуре signalfd_siginfo будут заполнены правильно для каждого сигнала; набор допустимых полей можно определить по значению, возвращённому в поле ssi_code. Это поле является аналогом поля si_code в siginfo_t; подробней смотрите в sigaction(2).
Поведение при fork(2)
После вызова fork(2) потомок наследует копию файлового дескриптора signalfd. Вызов read(2) для файлового дескриптора в потомке вернёт информацию о сигналах для потомка.Семантика передачи файлового дескриптора
Как и другие файловые дескрипторы, файловые дескрипторы signalfd можно передавать в другой процесс через доменный сокет UNIX (смотрите unix(7)). В принимающем процессе вызов read(2) из принятого файлового дескриптора возвратит информацию о сигналах в очереди этого процесса.Поведение при execve(2)
Как и любой файловый дескриптор, файловый дескриптор signalfd остаётся открытым после execve(2), если он не помечен как close-on-exec (см. fcntl(2)). Все сигналы, которые были доступны для чтения перед execve(2), остаются доступными и для новой загруженной программы (аналогично обычному поведению сигналов, когда блокированный сигнал, ожидающий обработки, остаётся в очереди ожидания после execve(2)).Поведение в нитях
Поведение файловых дескрипторов signalfd в многонитиевых программах отражает стандартное поведение сигналов. Иначе говоря, когда нить выполняет чтение из файлового дескриптора signalfd, она прочтёт сигналы, которые предназначены самой нити и сигналы, предназначенные процессу (т.е., всей группе нитей). Нить не может прочитать сигналы, которые предназначены другим нитям процесса.
ВОЗВРАЩАЕМОЕ ЗНАЧЕНИЕ
При успешном выполнении signalfd() возвращает файловый дескриптор
signalfd; это будет или новый файловый дескриптор (если fd равно -1), или
fd, если fd содержит допустимый файловый дескриптор signalfd. При
ошибке возвращается -1, а errno присваивается соответствующее значение.
ОШИБКИ
EBADF Неправильный файловый дескриптор в fd.
EINVAL Значение fd не является правильным файловым дескриптором signalfd.
EINVAL Неправильное значение flags или, для Linux 2.6.26 и старее, flags не равно 0.
EMFILE Было достигнуто ограничение по количеству открытых файловых дескрипторов на процесс.
ENFILE Достигнуто максимальное количество открытых файлов в системе.
ENODEV Не удалось смонтировать (внутреннее) безымянное устройство inode.
ENOMEM Недостаточно памяти для создания нового файлового дескриптора signalfd.
ВЕРСИИ
Вызов signalfd() доступен в Linux, начиная с ядра 2.6.22. Поддержка в glibc появилась в версии 2.8. Системный вызов signalfd4() (см.ЗАМЕЧАНИЯ) доступен в Linux, начиная с ядра 2.6.27.
СООТВЕТСТВИЕ СТАНДАРТАМ
Вызовы signalfd() и signalfd4() есть только в Linux.
ЗАМЕЧАНИЯ
Процесс может создать несколько файловых дескрипторов signalfd. Это
позволяет принимать различные сигналы через различные файловые дескрипторы
(может быть полезно при слежении за файловым дескриптором с помощью
select(2), poll(2) или epoll(7): прибытие различных сигналов делает
готовым различные файловые дескрипторы). Если сигнал указан в mask для
нескольких файловых дескрипторов, то появление этого сигнала можно прочесть
(однократно) из любого файлового дескриптора.
Отличия между библиотекой C и ядром
Лежащий в основе системный вызов Linux требует дополнительного аргумента, size_t sizemask, в котором указывается размер аргумента mask. В обёрточной функции glibc signalfd() нет этого аргумента — требуемое для системного вызова значение добавляется библиотекой.Существуют два системных вызова Linux: signalfd() и более новый signalfd4(). В первом системном вызове не реализован аргумент flags. Во втором системном вызове реализованы значения flags, описанные ранее. Начиная с glibc 2.9, обёрточная функция signalfd() использует signalfd4(), если он доступен.
ДЕФЕКТЫ
В ядрах до версии 3.6.25, поля ssi_ptr и ssi_int не заполнялись данными, поступающими при посылке сигнала с помощью sigqueue(3).
ПРИМЕР
Программа, представленная далее, принимает сигналы SIGINT и SIGQUIT
через файловый дескриптор signalfd. Она завершает работу при приёме сигнала
SIGQUIT. Вот сеанс работы в оболочке, демонстрирующий использование
программы:
$ ./signalfd_demo ^C # Control-C генерирует SIGINT Получен SIGINT ^C Получен SIGINT ^\ # Control-\ генерирует SIGQUIT Получен SIGQUIT $
Исходный код программы
#include <sys/signalfd.h> #include <signal.h> #include <unistd.h> #include <stdlib.h> #include <stdio.h> #define handle_error(msg) \ do { perror(msg); exit(EXIT_FAILURE); } while (0) int main(int argc, char *argv[]) { sigset_t mask; int sfd; struct signalfd_siginfo fdsi; ssize_t s; sigemptyset(&mask); sigaddset(&mask, SIGINT); sigaddset(&mask, SIGQUIT); /* Заблокировать сигналы для того, чтобы они не обрабатывались их обработчиками по умолчанию */ if (sigprocmask(SIG_BLOCK, &mask, NULL) == -1) handle_error("sigprocmask"); sfd = signalfd(-1, &mask, 0); if (sfd == -1) handle_error("signalfd"); for (;;) { s = read(sfd, &fdsi, sizeof(struct signalfd_siginfo)); if (s != sizeof(struct signalfd_siginfo)) handle_error("read"); if (fdsi.ssi_signo == SIGINT) { printf("Получен SIGINT\n"); } else if (fdsi.ssi_signo == SIGQUIT) { printf("Получен SIGQUIT\n"); exit(EXIT_SUCCESS); } else { printf("Прочитан неожидаемый сигнал\n"); } } }