信号完结

C16-并发/C16-并发.md

@@ -15,6 +15,9 @@
 > 信号是软件中断。
 信号的响应依赖于中断。
 
+信号的处理函数应该尽量短小，注意是否可重入问题。
+使用系统调用，不能轻易使用IO。
+
 ```bash
 kill -l # 查看信号列表
 ```
@@ -31,8 +34,8 @@ typedef void (*sighandler_t)(int);
 
 /**
  * signal - 设置信号处理函数
- * @signum: 信号编号
- * @handler: 信号处理函数
+ * @param: signum  信号编号
+ * @param: handler 信号处理函数
  * 
  * 返回值：原信号处理函数
  */
@@ -91,6 +94,10 @@ M    P
           有则重复，无则将M置1，回到常规状态。
 1    0
 
+不能从信号处理函数中随意的往外跳。（setjmp, longjmp）
+这样错过了将M置1的机会。
+标准：sigsetjmp, siglongjmp, 推出这俩来保存掩码情况。
+
 ### 常用函数
 
 ```c
@@ -119,7 +126,7 @@ int kill(pid_t pid, int sig);
 
 /**
  * raise - 发送信号给当前进程
- * @sig: 信号编号
+ * @param: sig 信号编号
  *
  * 返回值：成功返回0，失败返回非零
  */
@@ -168,22 +175,88 @@ void abort(void);
  */
 int system(const char *command);
 
-sleep();
-
+/**
+ * sleep - 休眠进程
+ * @param: seconds: 休眠时间，单位为秒
+ *
+ * @note: 休眠当前进程，直到指定的时间段结束
+ *
+ * @return: 剩余时间，单位为秒
+ */
+unsigned int sleep(unsigned int seconds);
+// 可以封装出sleep函数
+int nanosleep(const struct timespec *req, struct timespec *rem);
+int usleep(useconds_t usec);
+int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);
 ```
 
 ### 信号集
 
+```c
+struct sigset_t;   // 信号集类型
+int sigemptyset(sigset_t *set);
+int sigfillset(sigset_t *set);
+int sigaddset(sigset_t *set, int signum);
+int sigdelset(sigset_t *set, int signum);
+int sigismember(const sigset_t *set, int signum);
+```
+
 ### 信号屏蔽字/`pending`的处理
 
+```c
+/**
+ * sigprocmask - 设置信号掩码
+ * @param: how: 掩码操作类型
+ * @param: set: 信号集指针
+ * @param: oldset: 旧的信号集指针
+ */
+int sigprocmask(int how, const sigset_t *set, sigset_t *oldset);
+
+/**
+ * sigpending - 获取未决信号集
+ * @param: set: 信号集指针
+ * @note: 该函数获取当前进程的未决信号集
+ *        该函数会清空pending信号集，并将其复制到set指向的信号集中。
+ *        该函数不修改信号掩码。
+ * 
+ * !!!: 没有使用场景，不推荐使用
+ * 取到的信号是响应之前的信号，等取到的时候，情况可能已经变化。
+ */
+int sigpending(sigset_t *set);
+```
+
 ### 扩展
 
 ```c
-sigsuspend();
-sigaction();
+/**
+ * sigwait - 等待信号
+ */
+int sigsuspend(const sigset_t *mask);
 
 /**
- * setitimer - 设置定时器
+ * sigaction - 设置信号处理函数，替代signal
+ * @param: signum: 信号编号
+ * @param: act: 信号处理函数
+ * @param: oldact: 旧的信号处理函数
+ *
+ * @note: signal无法区分信号来自user还是kernel
+ *        sigaction可以区分
+ *        看siginfo_t.si_code可以区分
+ */
+int sigaction(int signum, const struct sigaction *act, struct sigaction *oldact);
+
+struct sigaction {
+    //！在某些结构, sa_handler和sa_sigaction只能有一个被设置
+    //！因为他们是共用体
+    void (*sa_handler)(int); /* 信号处理函数 */
+    void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *); /* 信号处理函数 */
+    sigset_t sa_mask;        /* 信号掩码 */
+    int sa_flags;             /* 信号标志 */
+    void (*sa_restorer)(void); /* 信号状态恢复函数 */
+}; 
+
+/**
+ * setitimer - 设置定时器，替代alarm
  * @param: which: 定时器类型
  *            ITIMER_REAL    : 实时定时器
  *            ITIMER_VIRTUAL : 虚拟定时器
@@ -216,4 +289,14 @@ struct timeval {
 
 ### 实时信号
 
+查看信号
+
+- `kill -l`
+- `cat /usr/include/bits/signum-generic.h`
+
+1. 排队
+2. 不丢失
+
+此外都和标准信号一样
+
 ## 线程（强烈异步）

C16-并发/parallel/signal/block.c

@@ -0,0 +1,45 @@
+#include <bits/types/sigset_t.h>
+#include <signal.h>
+#include <stdlib.h>
+#include <unistd.h>
+
+static void int_hander(int s)
+{
+    write(1, "!", 1);
+}
+
+int main(int argc, char** argv)
+{
+    int      i;
+    int      j;
+    sigset_t set;
+    sigset_t oldset;
+    sigset_t saveset;
+
+    //! 要考虑原来是否阻塞的
+    signal(SIGINT, int_hander);
+    sigemptyset(&set);
+    sigaddset(&set, SIGINT);
+    sigprocmask(SIG_UNBLOCK, &set, &saveset);
+
+    for (j = 0; j < 1000; j++)
+    {
+        sigprocmask(SIG_BLOCK, &set, &oldset);
+
+        for (i = 0; i < 5; i++)
+        {
+            write(1, "*", 1);
+            sleep(1);
+        }
+        write(1, "\n", 1);
+
+        // sigprocmask(SIG_UNBLOCK, &set, NULL);
+        sigprocmask(SIG_SETMASK, &oldset, NULL);
+    }
+    // ctrl+\ : quit信号快捷方式
+
+    //!!! 还原原来的阻塞状态
+    sigprocmask(SIG_SETMASK, &saveset, NULL);
+
+    exit(0);
+}

C16-并发/parallel/signal/mydaemon.c

@@ -0,0 +1,112 @@
+#include <errno.h>
+#include <fcntl.h>
+#include <signal.h>
+#include <stdio.h>
+#include <stdlib.h>
+#include <string.h>
+#include <sys/stat.h>
+#include <sys/syslog.h>
+#include <syslog.h>
+#include <time.h>
+#include <unistd.h>
+
+#define FNAME "/tmp/out"
+
+static FILE* fp;
+
+static int deamonize(void)
+{
+    pid_t pid;
+    int   fd;
+
+    pid = fork( );
+    if (pid < 0)
+        return -1;
+
+    if (pid > 0)   // parent process
+        exit(0);
+
+    fd = open("/dev/null", O_RDWR);
+    if (fd < 0)
+        return -1;
+
+    dup2(fd, 0);
+    dup2(fd, 1);
+    dup2(fd, 2);
+    if (fd > 2)
+        close(fd);
+
+    setsid( );
+
+    chdir("/");   // 防止一直占用某设备
+    // umask(0);
+
+    return 0;
+}
+
+static void daemon_exit(int s)
+{
+    // if(SIGINT == s) 可以进行区分处理
+
+    fclose(fp);   // 当多个信号响应同一个函数，可能多次free
+    closelog( );
+    exit(0);
+}
+
+int main(int argc, char** argv)
+{
+    int              i;
+    struct sigaction sa;
+
+    sa.sa_handler = daemon_exit;
+    sigemptyset(&sa.sa_mask);
+    sigaddset(&sa.sa_mask, SIGQUIT);
+    sigaddset(&sa.sa_mask, SIGTERM);
+    sigaddset(&sa.sa_mask, SIGINT);
+    sa.sa_flags = 0;
+    // !! 为了防止重入，对其中一个信号注册时要阻塞另外两个信号
+    // 干脆就三个一起阻塞
+
+    sigaction(SIGINT, &sa, NULL);
+    sigaction(SIGQUIT, &sa, NULL);
+    sigaction(SIGTERM, &sa, NULL);
+
+    // signal(SIGINT, daemon_exit);
+    // signal(SIGQUIT, daemon_exit);
+    // signal(SIGTERM, daemon_exit);
+
+    openlog("mydaemon", LOG_PID, LOG_DAEMON);
+
+    if (deamonize( ))
+    {
+        syslog(LOG_ERR, "daemonize() failed!");
+        exit(1);
+    }
+    else
+    {
+        syslog(LOG_INFO, "daemonize() success!");
+    }
+
+    fp = fopen(FNAME, "w");
+    if (fp == NULL)
+    {
+        syslog(LOG_ERR, "fopen() failed!: %s", strerror(errno));
+        exit(1);
+    }
+
+    syslog(LOG_INFO, "%s was opened successfully!", FNAME);
+
+    for (i = 0;; i++)
+    {
+        fprintf(fp, "%d\n", i);
+        fflush(fp);   //! 刷新缓冲区
+        syslog(LOG_DEBUG, "%d is printed", i);
+        sleep(1);
+    }
+
+    // 目前守护进程只能异常终止，下面其实无法执行到
+    // fclose(fp);
+    // closelog( );
+
+    exit(0);
+}

C16-并发/parallel/signal/mytbf_sa/Makefile

@@ -0,0 +1,35 @@
+# 方便起见一般都会先定义编译器链接器
+CC = gcc 
+LD = gcc
+
+# 正则表达式表示目录下所有.c文件，相当于：SRCS = main.c a.c b.c
+SRCS = $(wildcard *.c)
+
+# OBJS表示SRCS中把列表中的.c全部替换为.o，相当于：OBJS = main.o a.o b.o
+OBJS = $(patsubst %c, %o, $(SRCS))
+
+# 可执行文件的名字
+TARGET = main
+
+# .PHONE伪目标，具体含义百度一下一大堆介绍
+.PHONY:all clean
+
+# 要生成的目标文件
+all: $(TARGET)
+
+LDFLAGS=-L/usr/local/lib
+
+# LDLIBS=-lqueue -lllist
+
+# 第一行依赖关系：冒号后面为依赖的文件，相当于Hello: main.o a.o b.o
+# 第二行规则：$@表示目标文件，$^表示所有依赖文件，$<表示第一个依赖文件
+$(TARGET): $(OBJS)
+	$(LD) $(LDFLAGS) -o $@ $^ $(LDLIBS)
+
+# 上一句目标文件依赖一大堆.o文件，这句表示所有.o都由相应名字的.c文件自动生成
+%.o:%.c
+	$(CC) -c $^
+
+# make clean删除所有.o和目标文件
+clean:
+	rm -f $(OBJS) $(TARGET)

C16-并发/parallel/signal/mytbf_sa/main.c

@@ -0,0 +1,99 @@
+#include "mytbf.h"
+#include <errno.h>
+#include <fcntl.h>
+#include <stdio.h>
+#include <stdlib.h>
+#include <string.h>
+#include <sys/stat.h>
+#include <sys/types.h>
+#include <time.h>
+#include <unistd.h>
+
+#define CPS     10
+#define BUFSIZE 1024
+#define BURST   100   //!! token上限
+
+
+int main(int argc, char** argv)
+{
+    int      sfd, dfd = 1;
+    char     buf[BUFSIZE];
+    int      len, ret, pos;
+    int      size;
+    mytbf_t* tbf;
+
+    if (argc < 2)
+    {
+        fprintf(stderr, "Usage: %s <src>\n", argv[0]);
+        exit(1);
+    }
+
+    tbf = mytbf_init(CPS, BURST);
+    if (NULL == tbf)
+    {
+        fprintf(stderr, "mytbf_init failed\n");
+        exit(1);
+    }
+
+    do   //!!!
+    {
+        sfd = open(argv[1], O_RDONLY);
+        if (sfd < 0)
+        {
+            //!!!
+            if (errno != EINTR)
+            {
+                perror("open");
+                exit(1);
+            }
+        }
+    } while (sfd < 0);
+
+    while (1)
+    {
+        size = mytbf_fetchtoken(tbf, BUFSIZE);
+        if (size < 0)
+        {
+            fprintf(stderr, "mytbf_fetchtoken failed: %s\n", strerror(errno));
+        }
+
+        //* 阻塞在这里的时候，token会自增
+        while ((len = read(sfd, buf, size)) < 0)
+        {
+            //!!!
+            if (EINTR == errno)
+                continue;
+
+            perror("read");
+            break;
+        }
+        if (len == 0)
+            break;
+
+        if (size - len > 0)
+            mytbf_returntoken(tbf, size - len);
+
+        pos = 0;
+        while (len > 0)
+        {
+            /* 可能没写完被别的中断打断 */
+            ret = write(dfd, buf + pos, len);
+            if (ret < 0)
+            {
+                //!!!
+                if (EINTR == errno)
+                    continue;
+                perror("write");
+                exit(1);
+            }
+            pos += ret;
+            len -= ret;
+        }
+
+        // sleep(1);   //! 能实现，但是移植性不好
+    }
+
+    close(sfd);
+    mytbf_destroy(tbf);
+    exit(0);
+}

C16-并发/parallel/signal/mytbf_sa/mytbf.c

@@ -0,0 +1,201 @@
+/***********************************************************************
+ * @file     mytbf.c
+ * @brief
+ *           令牌桶库实现
+ *
+ * @author   lzy (lllzzzyyy@buaa.edu.cn)
+ * @url      https://lzyyyyyy.fun
+ *
+ * @date     2024-05-26
+ *
+ ***********************************************************************/
+
+#include "mytbf.h"
+#include <errno.h>
+#include <signal.h>
+#include <stdio.h>
+#include <stdlib.h>
+#include <sys/time.h>
+#include <time.h>
+#include <unistd.h>
+
+
+struct mytbf_st
+{
+    int cps;
+    int burst;
+    int token;
+    int pos;
+};
+
+static struct mytbf_st* job[MYTBF_MAX];
+static int              inited = 0;
+static struct sigaction sa, alrm_sa_save;
+
+
+static int get_free_pos( )
+{
+    int i;
+
+    for (i = 0; i < MYTBF_MAX; i++)
+    {
+        if (NULL == job[i])
+            return i;
+    }
+
+    return -1;
+}
+
+static void alrm_action(int s, siginfo_t* infop, void* unused)
+{
+    int i;
+
+    //* 判断信号来源
+    if (SI_KERNEL != infop->si_code)
+        return;
+
+    for (i = 0; i < MYTBF_MAX; i++)
+    {
+        if (NULL != job[i])
+        {
+            job[i]->token += job[i]->cps;
+            if (job[i]->token > job[i]->burst)
+                job[i]->token = job[i]->burst;
+        }
+    }
+}
+
+static void module_unload( )
+{
+    int              i;
+    struct itimerval itv;
+
+    sigaction(SIGALRM, &alrm_sa_save, NULL);
+    if (errno != 0)
+    {
+        perror("sigaction");
+        exit(1);
+    }
+
+    itv.it_interval.tv_sec  = 0;
+    itv.it_interval.tv_usec = 0;
+    itv.it_value.tv_sec     = 0;
+    itv.it_value.tv_usec    = 0;
+
+    setitimer(ITIMER_REAL, &itv, NULL);
+    if (errno != 0)
+    {
+        perror("setitimer");
+        exit(1);
+    }
+
+    for (i = 0; i < MYTBF_MAX; i++)
+        free(job[i]);
+}
+
+static void module_load( )
+{
+    struct sigaction sa;
+    struct itimerval itv;
+
+    sa.sa_sigaction = alrm_action;
+    sigemptyset(&sa.sa_mask);
+    sa.sa_flags = SA_SIGINFO;   // 表示使用sigaction三参数的形式
+
+    sigaction(SIGALRM, &sa, &alrm_sa_save);
+    if (errno != 0)
+    {
+        perror("sigaction");
+        exit(1);
+    }
+
+    itv.it_interval.tv_sec  = 1;
+    itv.it_interval.tv_usec = 0;
+    itv.it_value.tv_sec     = 1;
+    itv.it_value.tv_usec    = 0;
+
+    setitimer(ITIMER_REAL, &itv, NULL);
+    if (errno != 0)
+    {
+        perror("setitimer");
+        exit(1);
+    }
+
+    atexit(module_unload);   //!!! atexit()
+}
+
+mytbf_t* mytbf_init(int cps, int burst)
+{
+    struct mytbf_st* me;
+    int              pos;
+
+    if (!inited)
+    {
+        module_load( );
+        inited = 1;
+    }
+
+    pos = get_free_pos( );
+    if (pos < 0)
+        return NULL;
+
+    me = malloc(sizeof(*me));
+    if (NULL == me)
+        return NULL;
+
+    me->cps   = cps;
+    me->burst = burst;
+    me->token = 0;
+    me->pos   = pos;
+
+    job[pos] = me;
+
+    return me;
+}
+
+static int min(int a, int b)
+{
+    return a < b ? a : b;
+}
+
+int mytbf_fetchtoken(mytbf_t* ptr, int size)
+{
+    if (size <= 0)
+        return -EINVAL;
+
+    struct mytbf_st* me = ptr;
+    int              n;
+
+    while (me->token <= 0)
+        pause( );
+
+    n = min(size, me->token);
+
+    me->token -= n;
+
+    return n;
+}
+
+int mytbf_returntoken(mytbf_t* ptr, int size)
+{
+    if (size <= 0)
+        return -EINVAL;
+
+    struct mytbf_st* me = ptr;
+
+    me->token += size;
+    if (me->token > me->burst)
+        me->token = me->burst;
+
+    return size;
+}
+
+int mytbf_destroy(mytbf_t* ptr)
+{
+    struct mytbf_st* me = ptr;
+
+    job[me->pos] = NULL;
+
+    free(ptr);
+    return 0;
+}

C16-并发/parallel/signal/mytbf_sa/mytbf.h

@@ -0,0 +1,26 @@
+/***********************************************************************
+ * @file     mytbf.h
+ * @brief
+ *           令牌桶库
+ *
+ * @author   lzy (lllzzzyyy@buaa.edu.cn)
+ * @url      https://lzyyyyyy.fun
+ *
+ * @date     2024-05-26
+ *
+ ***********************************************************************/
+#ifndef __MYTBF__H__
+#define __MYTBF__H__
+
+#define MYTBF_MAX 1024
+typedef void mytbf_t;
+
+mytbf_t* mytbf_init(int cps, int burst);
+
+int mytbf_fetchtoken(mytbf_t*, int);
+
+int mytbf_returntoken(mytbf_t*, int);
+
+int mytbf_destroy(mytbf_t*);
+
+#endif   //!__MYTBF__H__

C16-并发/parallel/signal/susp.c

@@ -0,0 +1,48 @@
+#include <bits/types/sigset_t.h>
+#include <signal.h>
+#include <stdlib.h>
+#include <unistd.h>
+
+static void int_hander(int s)
+{
+    write(1, "!", 1);
+}
+
+int main(int argc, char** argv)
+{
+    int      i;
+    int      j;
+    sigset_t set;
+    sigset_t oldset;
+    sigset_t saveset;
+
+    //! 要考虑原来是否阻塞的
+    signal(SIGINT, int_hander);
+    sigemptyset(&set);
+    sigaddset(&set, SIGINT);
+    sigprocmask(SIG_UNBLOCK, &set, &saveset);
+    sigprocmask(SIG_BLOCK, &set, &oldset);
+    for (j = 0; j < 1000; j++)
+    {
+        for (i = 0; i < 5; i++)
+        {
+            write(1, "*", 1);
+            sleep(1);
+        }
+        write(1, "\n", 1);
+
+        sigsuspend(&oldset);   // 相当于下面几句的原子操作
+#if 0
+        sigset_t tmpset;
+        sigprocmask(SIG_SETMASK, &oldset, &tmpset);
+        pause( );
+        sigprocmask(SIG_SETMASK, &tmpset, NULL);
+#endif
+    }
+    // ctrl+\ : quit信号快捷方式
+
+    //!!! 还原原来的阻塞状态
+    sigprocmask(SIG_SETMASK, &saveset, NULL);
+
+    exit(0);
+}

C16-并发/parallel/signal/susp_rt.c

@@ -0,0 +1,46 @@
+#include <bits/types/sigset_t.h>
+#include <signal.h>
+#include <stdlib.h>
+#include <unistd.h>
+
+// 编号40
+// kill -40 pid
+#define MYRTSIG (SIGRTMIN + 6)
+
+static void mysig_hander(int s)
+{
+    write(1, "!", 1);
+}
+
+int main(int argc, char** argv)
+{
+    int      i;
+    int      j;
+    sigset_t set;
+    sigset_t oldset;
+    sigset_t saveset;
+
+    //! 要考虑原来是否阻塞的
+    signal(MYRTSIG, mysig_hander);
+    sigemptyset(&set);
+    sigaddset(&set, MYRTSIG);
+    sigprocmask(SIG_UNBLOCK, &set, &saveset);
+    sigprocmask(SIG_BLOCK, &set, &oldset);
+    for (j = 0; j < 1000; j++)
+    {
+        for (i = 0; i < 5; i++)
+        {
+            write(1, "*", 1);
+            sleep(1);
+        }
+        write(1, "\n", 1);
+
+        sigsuspend(&oldset);   // 相当于下面几句的原子操作
+    }
+    // ctrl+\ : quit信号快捷方式
+
+    //!!! 还原原来的阻塞状态
+    sigprocmask(SIG_SETMASK, &saveset, NULL);
+
+    exit(0);
+}