信号之system函数

在http://www.cnblogs.com/nufangrensheng/p/3512291.html中已经有了一个system函数的实现，但是该版本并不执行任何信号处理。POSIX.1要求system忽略SIGINT和SIGQUIT，阻塞SIGCHLD。

实例

程序清单10-19使用http://www.cnblogs.com/nufangrensheng/p/3512291.html中的system版本，用其调用ed（1）编辑器。（ed很久以来就是UNIX的组成部分。在这里调用它的原因是：它是捕捉中断和退出信号的交互式程序。若 从shell调用ed，并键入中断字符，则它捕捉中断信号并打印问号。它还将对退出符的处理方式设置为忽略。

程序清单10-19 用system调用ed编辑器

#include "apue.h"

static void
sig_int(int signo)
{
    printf("caught SIGINT\n");
}

static void
sig_chld(int signo)
{
    printf("caught SIGCHLD\n");
}

int
main(void)
{
    if(signal(SIGINT, sig_int) == SIG_ERR)
        err_sys("signal(SIGINT) error");
    if(signal(SIGCHLD, sig_chld) == SIG_ERR)
        err_sys("signal(SIGCHLD) error");

    if(system("/bin/ed") < 0)
        err_sys("system() error");
    exit(0);
}

程序清单10-19用于捕捉SIGINT和SIGCHLD信号。若调用它则可得：

 

当编辑器终止时，系统向父进程（a.out进程）发送SIGCHLD信号。父进程捕捉它，然后从信号处理程序返回。但是若父进程正在捕捉SIGCHLD信号（因为它创建了子进程，所以应当这样做以便了解它的子进程在何时终止），那么正在执行system函数时，应当阻塞对父进程递送SIGCHLD信号。实际上，这就是POSIX.1所说明的。否则，当system创建的子进程结束时，system的调用者可能错误地认为，它自己的一个子进程结束了。于是，调用者将会调用一种wait函数以获得子进程的终止状态，这样就阻止了system函数获得子进程的终止状态，并将其作为它的返回值。

如果再次执行该程序，在这次运行时将一个中断信号传送给编辑器，则可得：

键入中断字符可使中断信号传送给前台进程组中的所有进程。编辑程序正在运行时的各个进程的关系：

  登录shell ---fork/exec---> a.out ---fork/exec---> /bin/sh ---fork/exec---> /bin/ed

  后台进程组                                                        前台进程组

a.out ---fork/exec---> /bin/sh 是由a.out中调用system函数引起的：http://www.cnblogs.com/nufangrensheng/p/3512291.html

/bin/sh ---fork/exec---> /bin/ed 可参考类shell程序的简化实现程序清单1-5：http://www.cnblogs.com/nufangrensheng/p/3495129.html

在这一实例中，SIGINT被送给三个前台进程（shell进程忽略此信号）。从输出中可见a.out进程和ed进程捕捉该信号。但是，当用system运行另一程序（例如ed）时，不应使父子进程两者都捕捉中断产生的两个信号：中断和退出。这两个信号只应送给正在运行的程序：子进程。因为由system执行的命令可能是交互式命令（例如本例中的ed程序），以及因为system的调用者在程序执行时放弃了控制，等待该执行程序的结束，所以system的调用者就不应接收这两个终端产生的信号。这就是为什么POSIX.1规定system的调用者应当忽略这两个信号的原因。（糊里糊涂的感觉）

实例

程序清单10-20 system函数的POSIX.1正确实现

#include <sys/wait.h>
#include <errno.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>

int
system(const char *cmdstring)    /* with appropriate signal handling */
{
    pid_t             pid;
    int            status;
    struct sigaction    ignore, saveintr, savequit;
    sigset_t        chldmask, savemask;

    if(cmdstring == NULL)
        return(1);    /* always a command processor with UNIX */

    ignore.sa_handler = SIG_IGN;    /* ignore SIGINT and SIGQUIT */
    sigemptyset(&ignore.sa_mask);
    ignore.sa_flags = 0;
    if(sigaction(SIGINT, &ignore, &saveintr) < 0)
        return(-1);
    if(sigaction(SIGQUIT, &ignore, &savequit) < 0)
        return(-1);
    sigemptyset(&chldmask);        /* now block SIGCHLD */
    sigaddset(&chldmask, SIGCHLD);
    if(sigprocmask(SIG_BLOCK, &chldmask, &savemask) < 0)
        return(-1);

    if((pid = fork()) < 0)
    {
        status = -1;    /* probably out of processes */
    }
    else if(pid == 0)
    {
        /* restore previous signal actions & reset signal mask */
        sigaction(SIGINT, &saveintr, NULL);
        sigaction(SIGQUIT, &savequit, NULL);
        sigprocmask(SIG_SETMASK, &savemask, NULL);         /* 在父进程中忽略SIGINT,SIGQUIT,阻塞SIGCHLD，在子进程中恢复 */

        execl("/bin/sh", "sh", "-c", cmdstring, (char *)0);
        _exit(127);    /* exec error */
    }
    else
    {
        while(waitpid(pid, &status, 0) < 0)
            if(errno != EINTR)
            {
                status = -1; /* error other than EINTR from waitpid() */
                break;
            }
    }

    /* restore previous signal actions & reset signal mask */
    if(sigaction(SIGINT, &saveintr, NULL) < 0)
        return(-1);
    if(sigaction(SIGQUIT, &savequit, NULL) < 0)
        return(-1);
    if(sigprocmask(SIG_SETMASK, &savemask, NULL) < 0)
        return(-1);                                           /* 子进程退出后，父进程才恢复SIGINT,SIGQUIT和SIGCHLD */

    return(status);
}

如果链接程序清单10-19与system函数的这一实现，那么所产生的二进制代码与上一个有缺陷的程序相比较，存在如下差别：

（1）当我们键入中断或退出字符时，不向调用者进程发送信号。

（2）当ed命令终止时，不向调用进程发送SIGCHLD信号。作为替代，在程序末尾的sigprocmask调用对SIGCHLD信号解除阻塞之前，SIGCHLD信号一直被阻塞。而对sigprocmask函数的这一次调用是在system函数调用waitpid取到子进程的终止状态之后。

 

system的返回值

注意system的返回值，它是shell的终止状态，但shell的终止状态并不总是执行命令字符串进程的终止状态。

Bourne shell有一个在其文档中没有说清楚的特性：当用一个信号终止了正在执行的命令时，其终止状态是128加上一个信号编号。

用交互方式使用shell可以看到这一点：

在所使用的系统中，SIGINT的值为2，SIGQUIT的值为3，于是给出shell终止状态130、131.

仅当shell本身异常终止时，system的返回值才报告一个异常终止。

在编写使用system函数的程序时，一定要正确地解释返回值。如果直接调用fork、exec和wait，则终止状态与调用system是不同的。

 

本篇博文内容摘自《UNIX环境高级编程》（第二版），仅作个人学习记录所用。关于本书可参考：http://www.apuebook.com/。