在 C 中的父进程和子进程之间发送信号时出现问题

Question

我正在根据指导方针为我的学习做项目，但我遇到了问题。我必须使用信号和管道进行通信，如下所示：

• 进程 2 接收信号并将其发送给父进程
• 父进程将信号值保存在管道中，并将信号发送到进程 1 以读取管道
• 进程 1 读取管道并向进程 2 发送信号以读取管道
• 进程 2 读取管道并向进程 3 发送信号以读取管道
• 进程 3 读取管道

不幸的是，当我向进程发送一个受支持的信号（例如 20）时，2 个信号被循环并且程序被 SIGUSR1 终止。

int stopm=0;
int stop1=0;
int stop2=0;
int stop3=0;
int termm=1;
int term1=1;
int term2=1;
int term3=1;

void obslugam(int sig){
    signal(15,obslugam);
    signal(18,obslugam);
    signal(20,obslugam);

    sigset_t mask_set;
    sigfillset(&mask_set);
    sigdelset(&mask_set,SIGUSR1);
    sigdelset(&mask_set,SIGTERM);
    sigdelset(&mask_set,SIGCONT);
    sigdelset(&mask_set,SIGTSTP);
    sigprocmask(SIG_BLOCK,&mask_set,NULL);
    printf("Jestem M i odebralem sygnal %d\n",sig);
    if(sig==15){
        write(pm1[1],"15",2);
        write(pm2[1],"15",2);
        write(pm3[1],"15",2);
    }
    if(sig==18){
        write(pm1[1],"18",2);
        write(pm2[1],"18",2);
        write(pm3[1],"18",2);
    }
    if(sig==20){
        write(pm1[1],"20",2);
        write(pm2[1],"20",2);
        write(pm3[1],"20",2);
    }
    kill(PID1,10);

}
void obsluga1(int sig){
    signal(10,obsluga1);

    sigset_t mask_set;
    sigfillset(&mask_set);
    sigdelset(&mask_set,SIGUSR1);
    sigprocmask(SIG_BLOCK,&mask_set,NULL);
    printf("Jestem 1 i odebralem sygnal %d\n",sig);
    char bufor_p1[2]={0};   
    if(read(pm1[0],&bufor_p1,2)==-1)perror("PIPE1\n");
    if(strchr(bufor_p1,53)!=NULL) printf("Jestem 1 i dostałem 15\n");
    else if(strchr(bufor_p1,56)!=NULL) printf("Jestem 1 i dostałem 18\n");
    else if(strchr(bufor_p1,48)!=NULL) printf("Jestem 1 i dostałem 20\n");
    kill(PID2,10);
}
void obsluga2(int sig){
    signal(10,obsluga2);
    signal(15,obsluga2);
    signal(18,obsluga2);
    signal(20,obsluga2);

    sigset_t mask_set;
    sigfillset(&mask_set);
    sigdelset(&mask_set,SIGUSR1);
    sigdelset(&mask_set,SIGTERM);
    sigdelset(&mask_set,SIGCONT);
    sigdelset(&mask_set,SIGTSTP);
    sigprocmask(SIG_BLOCK,&mask_set,NULL);
    printf("Jestem 2 i odebralem sygnal %d\n",sig);
    if(sig==10){
        char bufor_p2[2]={0};
        if(read(pm2[0],&bufor_p2,2)==-1)perror("PIPE2\n");
        if(strchr(bufor_p2,53)!=NULL) printf("Jestem 2 i dostałem 15\n");
        else if(strchr(bufor_p2,56)!=NULL) printf("Jestem 2 i dostałem 18\n");
        else if(strchr(bufor_p2,48)!=NULL) printf("Jestem 2 i dostałem 20\n");  
        kill(PID3,10);
    }
    else if(sig==15) kill(getppid(),15);
    else if(sig==18) kill(getppid(),18);
    else if(sig==20) kill(getppid(),20);
}
void obsluga3(int sig){
    signal(10,obsluga3);

    sigset_t mask_set;
    sigfillset(&mask_set);
    sigdelset(&mask_set,SIGUSR1);
    sigprocmask(SIG_BLOCK,&mask_set,NULL);
    printf("Jestem 3 i odebralem sygnal %d\n",sig);
    char bufor_p3[2]={0};
    if(read(pm3[0],&bufor_p3,2)==-1)perror("PIPE3\n");
    if(strchr(bufor_p3,53)!=NULL) printf("Jestem 3 i dostałem 15\n");
    else if(strchr(bufor_p3,56)!=NULL) printf("Jestem 3 i dostałem 18\n");
    else if(strchr(bufor_p3,48)!=NULL) printf("Jestem 3 i dostałem 20\n");
}

int main(){

    (...)

    pipe(pm1);
    pipe(pm2);
    pipe(pm3);
    signal(15,obslugam);
    signal(18,obslugam);
    signal(20,obslugam);

    if((PID1=fork())==0) {
        close(pm1[1]);
        signal(10,obsluga1);
    }
    else if((PID2=fork())==0) {
        close(pm2[1]);
        signal(10,obsluga2);
        signal(15,obsluga2);
        signal(18,obsluga2);
        signal(20,obsluga2);
    }
    else if((PID3=fork())==0){
        printf("\nJestem procesem nr 2. Oto moj PID: %d\n\n",PID2);
        close(pm3[1]);
        signal(10,obsluga3);
    }
    else{
        close(pm1[0]);
        close(pm2[0]);  
        close(pm3[0]);
    }

    (...)

}

我尝试过，但找不到出错的地方。我会很感激你的帮助。

Answer 1

我找不到出错的地方。

错误是忽略了signal(2) 手册页第一段的内容。

signal() 的行为因 UNIX 版本而异，并且 历史上在不同版本的 Linux 中有所不同。避免其 使用：使用 sigaction(2) 代替。请参阅下面的可移植性。

手册页继续描述了不同 Unix 实现 signal() 的各种方式。它描述了最初的 UNIX 行为，System V Unix 也采用了这种行为，即通过signal() 安装信号处理程序后，一旦传递信号，信号就会重置为SIG_DFL。

手册页随后声明如下：

Linux上的情况如下：

• 内核的 signal() 系统调用提供 System V 语义。

结论：

1) 使用系统调用时，如signal()，阅读其手册页很重要。

2) SIGUSR1 第一次在 Linux 上调用自定义信号处理程序时，信号处理程序会重置为 SIG_DFL。

3) 然后，如果没有其他反应，第二次接收到信号，进程将被终止，对于SIG_DFL动作是终止进程的信号。

4) SIGUSR1 的 SIG_DFL 操作是终止进程。因此，您的进程第二次收到此信号时，它将被终止。这似乎是您所看到的行为。

5) 当然，在收到SIGUSR1 后，可以立即重新安装信号处理程序，但是正如手册页所解释的，没有什么可以阻止进程在有机会重新安装之前收到SIGUSR1信号处理程序。

6) 由于这些原因，手册页指示您改用sigaction(2)。

7) 在 Linux 上，一个更好的选择是使用signalfd(2)。当然，这是一个 Linux 特定的 API。

此外，示例代码至少有两个额外的错误：

   char bufor_p2[2]={0};
   if(read(pm2[0],&bufor_p2,2)==-1)perror("PIPE2\n");
   if(strchr(bufor_p2,53)!=NULL) printf("Jestem 2 i dostałem 15\n");

这里有两个错误。此代码似乎从管道中读取了两个字符，并希望它们被完整读取。

第一个错误是，当从管道或设备读取多个字节时，不能保证您将成功读取请求的字节数。在这种情况下，您最终可能会读取一个字节。当应用程序读取的字节数少于请求的字节数时，应用程序有责任进行相应的处理，通常会再次尝试读取剩余的数据。

Linux 内核保证这在 Linux 上永远不会真正发生，但从技术上讲，这是一个错误。写入管道或设备也是如此。所示代码的其他部分尝试将多个字节写入管道，并假设这会成功。

在一个健壮的应用程序中，所有从管道、套接字或其他设备读取或写入的尝试都应准备好处理读取或写入的字节数少于请求的字节数的可能性，然后重试。

这里的第二个错误是从管道中读取两个字节，并将其放入一个双字符数组中，然后使用strchr() 进行检查。

根据代码的其余部分，那些预期的两个字节是表示信号编号的两个十进制数字。

strchr() 需要一个以空字符结尾的字符串。当然，两字节字符数组中的两个字节不会以空值结尾。这将导致未定义的行为。