15 <signal.h> Xử Lý Signal

Xử lý signal kiểu portable, đại khái!

Các signal này được raise vì đủ lý do như người dùng bấm CTRL-C, yêu cầu terminate từ chương trình ngoài, vi phạm truy cập bộ nhớ, vân vân.

OS của bạn nhiều khả năng còn định nghĩa thêm cả đống signal khác.

Hệ thống này khá giới hạn, như bạn sẽ thấy bên dưới. Nếu bạn trên Unix, gần như chắc chắn OS của bạn có khả năng xử lý signal xịn hơn hẳn so với thư viện chuẩn C. Xem sigaction³⁵.

15.1 signal()

Đặt signal handler cho một signal

Synopsis

#include <signal.h>

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

Mô tả

Cái khai báo hàm đó nhìn sao ta?

Thôi bỏ qua nó một chút, nói về hàm này làm gì đã.

Khi một signal được raise, điều gì đó sẽ xảy ra. Hàm này cho phép bạn chọn một trong các việc sau để làm khi signal xảy ra:

• Bỏ qua signal
• Thực hiện hành động mặc định
• Có một hàm cụ thể được gọi

Hàm signal() nhận hai tham số. Tham số đầu, sig, là tên signal cần xử lý.

Vậy đó là phần đầu khi bạn gọi signal()—nói cho nó biết signal cần xử:

signal(SIGINT, ...

Nhưng tham số func kia là gì?

Tiết lộ luôn, đó là pointer tới một hàm nhận tham số int và trả về void. Ta có thể dùng nó để gọi một hàm tuỳ ý khi signal xảy ra.

Trước khi làm chuyện đó, xem mấy cái dễ trước: bảo hệ thống bỏ qua signal hoặc thực hiện hành động mặc định (đây là cái nó làm mặc định nếu bạn không bao giờ gọi signal()).

Bạn có thể đặt func bằng một trong hai giá trị đặc biệt để làm chuyện này:

Ví dụ:

signal(SIGTERM, SIG_DFL);  // Hành động mặc định với SIGTERM
signal(SIGINT, SIG_IGN);   // Bỏ qua SIGINT

Nhưng nếu bạn muốn handler của riêng mình làm gì đó thay vì default hay ignore thì sao? Bạn có thể truyền vào một hàm của bạn để được gọi. Đó là lý do cái function signature điên rồ kia tồn tại (một phần). Nó nói rằng tham số có thể là con trỏ tới hàm nhận tham số int và trả về void.

Vậy nếu bạn muốn gọi handler của mình, bạn có thể viết code thế này:

int handler(int sig)
{
    // Xử lý signal
}

int main(void)
{
    signal(SIGINT, handler);

Trong signal handler bạn có thể làm gì? Không nhiều.

Nếu signal là do abort() hoặc raise(), handler không được gọi raise().

Nếu signal không phải do abort() hoặc raise(), bạn chỉ được gọi mấy hàm sau từ thư viện chuẩn (dù spec không cấm gọi các hàm non-library khác):

• abort()
• _Exit()
• quick_exit()
• Hàm trong <stdatomic.h> khi tham số atomic là lock-free
• signal() với tham số đầu bằng tham số được truyền vào handler

Thêm nữa, nếu signal không phải do abort() hoặc raise(), handler không được truy cập bất kỳ object nào có static hoặc thread-storage duration trừ khi nó là lock-free.

Ngoại lệ là bạn có thể gán cho biến kiểu volatile sig_atomic_t. Spec không rõ liệu bạn có đọc được biến kiểu đó không. Tôi nghĩ bạn làm vậy an toàn, nhưng lúc bạn quyết định vừa đọc vừa ghi biến đó trong handler, bạn đã mở cửa cho khả năng race condition. Chắc tốt nhất là chỉ set nó như một flag báo signal đã xảy ra và để thế giới bên ngoài xử lý.

Tuỳ implementation, nhưng signal handler có thể bị reset về SIG_DFL ngay trước khi handler được gọi.

Gọi signal() trong chương trình multithread là undefined behavior.

Return từ handler cho SIGFPE, SIGILL, SIGSEGV, hoặc bất kỳ giá trị implementation-defined nào là undefined behavior. Bạn phải exit.

Implementation có thể ngăn hoặc không ngăn các signal khác phát sinh khi đang ở trong signal handler.

Giá trị trả về

Khi thành công, signal() trả về con trỏ tới signal handler trước đó đã được đặt qua lời gọi signal() cho signal number đó. Nếu bạn chưa từng gọi signal() để đặt, trả về SIG_DFL.

Khi thất bại, SIG_ERR được trả về và errno được set thành một giá trị dương.

Ví dụ

Đây là chương trình khiến SIGINT bị bỏ qua. Thông thường bạn trigger signal này bằng cách bấm CTRL-C.

#include <stdio.h>
#include <signal.h>

int main(void)
{
    signal(SIGINT, SIG_IGN);

    printf("You can't hit CTRL-C to exit this program. Try it!\n\n");
    printf("Press return to exit, instead.");
    fflush(stdout);
    getchar();
}

Output:

You can't hit CTRL-C to exit this program. Try it!

Press return to exit, instead.^C^C^C^C^C^C^C^C^C^C^C

Chương trình này đặt signal handler, rồi raise signal. Signal handler được kích hoạt.

#include <stdio.h>
#include <signal.h>

void handler(int sig)
{
    // Undefined behavior khi gọi printf() nếu handler này không
    // phải do raise(), tức là nếu bạn bấm CTRL-C.

    printf("Got signal %d!\n", sig);

    // Thường reset handler phòng khi implementation set nó về
    // SIG_DFL khi signal xảy ra.

    signal(sig, handler);
}

int main(void)
{
    signal(SIGINT, handler);

    raise(SIGINT);
    raise(SIGINT);
    raise(SIGINT);
}

Output:

Got signal 2!
Got signal 2!
Got signal 2!

Ví dụ này bắt SIGINT rồi set một flag thành 1. Rồi main loop thấy flag và exit.

#include <stdio.h>
#include <signal.h>

volatile sig_atomic_t x;

void handler(int sig)
{
    x = 1;
}

int main(void)
{
    signal(SIGINT, handler);

    printf("Hit CTRL-C to exit\n");
    while (x != 1);
}

Xem thêm

raise(), abort()

15.2 raise()

Làm cho một signal được raise lên

Synopsis

#include <signal.h>

int raise(int sig);

Mô tả

Làm cho signal handler cho signal sig được gọi. Nếu handler là SIG_DFL hoặc SIG_IGN, thì hành động mặc định hoặc không gì cả sẽ xảy ra.

raise() trả về sau khi signal handler đã chạy xong.

Thú vị là, nếu bạn gây ra signal bằng raise(), bạn có thể gọi các hàm thư viện từ trong signal handler mà không gây undefined behavior. Tuy nhiên tôi không chắc sự thật đó hữu dụng thực tế ở chỗ nào.

Giá trị trả về

Trả về 0 khi thành công. Khác 0 nếu không.

Ví dụ

Chương trình này đặt signal handler, rồi raise signal. Signal handler được kích hoạt.

#include <stdio.h>
#include <signal.h>

void handler(int sig)
{
    // Undefined behavior khi gọi printf() nếu handler này không
    // phải do raise(), tức là nếu bạn bấm CTRL-C.

    printf("Got signal %d!\n", sig);

    // Thường reset handler phòng khi implementation set nó về
    // SIG_DFL khi signal xảy ra.

    signal(sig, handler);
}

int main(void)
{
    signal(SIGINT, handler);

    raise(SIGINT);
    raise(SIGINT);
    raise(SIGINT);
}

Output:

Got signal 2!
Got signal 2!
Got signal 2!

Xem thêm

signal()