PDF de programación - Sucesos asíncronos

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Sucesos asíncronos

Juan Antonio de la Puente

DIT/UPM

Transparencias basadas en el capítulo 10del libro de A. Burns y A. Wellings Real­Time Systems and Programming Languages, 3ª edición (2001)

Sucesos asíncronos

u Un suceso asíncrono es una señal generada por un 

proceso que requiere atención por parte de otro proceso, 
independientemente de lo que esté haciendo

u Dos formas de continuar después de atender el suceso:

– reanudación

» ej.: señales de POSIX

– terminación

» ej.: transferencia de control asíncrona en Ada

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Aplicaciones

u Recuperación de errores

– cuando varios procesos colaboran la recuperación hay que hacerla 

conjuntamente

u Cambios de modo

– debidos a cambios en el entrono o a averías

u Cómputo impreciso

– se hace lo que se puede hasta que se agota el tiempo disponible

u Interrupciones del operador

– a veces hay que dejar lo que se está haciendo y empezar de nuevo 

o cambiar de modo

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Señales en POSIX.1

u Una señal representa un suceso asíncrono que afecta a 

uno o más procesos o threads

u Una señal se puede producir o generar de varias formas, 

por ejemplo:
– fallos de hardware
– expiración de temporizadores
– un acción explícita de otro proceso o thread,

invocando la función kill u otra similar

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Identificadores de señal

u Cada tipo de señal se identifica mediante un número 

positivo

u Se definen constantes para dar nombres simbólicos a las 

señales

u Ejemplos:
– SIGABRT
– SIGALRM
– SIGUSR1, SIGUSR2

Terminación anormal
Temporizador
Definidas por el usuario

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Generación y entrega

u Una señal se genera cuando ocurre el suceso que la 

produce

u Una señal se entrega cuando se produce la acción 

asociada en el proceso o thread:
– Ignorar  la señal 
– Ejecutar la acción por defecto asociada a la señal

(normalmente terminar el proceso)

– Manejar la señal mediante una función definida por el programador

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Bloqueo de señales

u Un proceso puede enmascarar  o bloquear  un tipo 

de señales
– cada proceso o thread tiene una máscara que define las 

señales bloqueadas

– la máscara se hereda inicialmente del padre

u Una señal bloqueada se acepta cuando se invoca 

una función sigwait
– esta función se define en POSIX.1b 

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Esquema general

entregar

generar

ignorar

terminar

manejar

thread

fin

pendiente

aceptación

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Señales de tiempo real (POSIX.1b)

u Tienen identificadores en el intervalo 

SIGRTMIN .. SIGRTMAX
– como mínimo 32 señales

u Las señales de tiempo real tienen propiedades especiales:

– se encolan
– se aceptan en orden de prioridad (número de señal)
– tienen un campo adicional de información

u Todas las señales se pueden aceptar de forma síncrona 

mediante la función sigwait
– para ello deben estar enmascaradas (bloqueadas) 

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Señales y threads

u Las señales generadas por un error de un thread se 

envían sólo a ese thread

u Las generadas por un suceso asíncrono (p.ej. E/S) se 

envían al proceso

u Las generadas por programa se pueden enviar a un 

thread o a todo un proceso

u Una señal generada para un thread en el que está 

bloqueda se queda pendiente hasta que se acepta con 
sigwait

u Una señal generada para un proceso que está bloqueada 
en todos los threads  se envía a un solo thread de los que 
hacen sigwait en la señal

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Conjuntos de señales

/* signal.h */

typedef ... sigset_t;

int sigemptyset (sigset_t *set);
int sigfillset (sigset_t *set);
int sigaddset (sigset_t *set, int signo);
int sigdelset (sigset_t *set, int signo);
int sigismember (const sigset_t *set, int signo);

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Bloqueo de señales

/* signal.h */

int sigprocmask (int how,
const sigset_t *set, sigset_t *oset);
int pthread_sigmask (int how,
const sigset_t *set, sigset_t *oset);

u how: indica qué operación se hace:

– SIG_BLOCK : 
– SIG_UNBLOCK: 
– SIG_SETMASK: 

se bloquean las señales de set
se desbloquean las señales de set
se hace la máscara igual a set

u oset: devuelve las señales que estaban bloqueadas antes
u set y oset pueden valer NULL

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Envío y aceptación de señales 

/* signal.h */

int kill (pid_t pid, int sig);
int pthread_kill (pthread_t thread, int sig);

/* signal.h */

int sigwait (const sigset_t *set, int *sig);
int sigwaitinfo (const sigset_t *set, siginfo_t
*siginfo);
int sigtimedwait (const sigset_t *set, siginfo_t
*siginfo,
const struct timespec *timeout);

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Ejemplo (1)

/* thread que acepta SIGINT (^C) y escribe un mensaje */
#include <signal.h>
#include <pthread.h>

void wait_sigint (void)
{
sigset_t set;
int sig;
int counter = 0;

sigemptyset(&set);
sigaddset(&set,SIGINT);
pthread_sigmask(SIG_BLOCK, &set, NULL); /* bloquea SIGINT

*/

/* todos los demás threads deben bloquear también SIGINT

*/

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Ejemplo (2)

if (sigwait(&set, &sig) != 0) {

/* error en sigwait */
pthread_exit( (void *)-1);
}
if (sig == SIGINT) {
printf ("recibido SIGINT\n");
pthread_exit(0);
} else {
/* señal inesperada */
pthread_exit ((void *)-1);
}
}

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Manejadores de señales

/* signal.h */

struct sigaction {

void (*)() sa_handler;

sigset_t sa_mask;
int sa_flags;
void (*)(int, siginfo_t *, void *) sa_sigaction;
}

int sigaction (int sig,
const struct sigaction *reaction,
struct sigaction *old_reaction);

u sa_handler puede ser SIG_DFL, SIG_IGN o un puntero a una función
u sa_sigaction se usa con señales de tiempo real

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Transferencia de control asíncrona 

en Ada

u Es una forma especial de select:

select
suceso;
secuencia de instrucciones
then abort
secuencia de instrucciones
end select;

u El suceso puede ser

– Una llamada a una entrada

Objeto.Entrada (...); -- puede ser una llamada a una

tarea

– Un retardo

delay ...;

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