IPC(Inter-Process Communication)
프로세스간의 신호를 주고 받거나 정보 공유, Kernel에 의해 지원
IPC의 발전
기존 UNIX: SIGNAL, PIPE, NAMED PIPE
UNIX SYSTEM V: Shared Memory, Message Queue, Semaphore
Posix IPC: System V IPC의 인터페이스 개선
Signal
프로세스간의 신호를 전달, 프로세스간 Signal로 동기화 및 정보 전달 시 이용
시그널 대응
- 시그널 무시(ignore)
- SIGKILL, SIGSTOP 제외하고는 모든 시그널 변경하여 무시가능
- 하드웨어 오류에 의해 발생한 시그널은 주의해야함
- 시그널 처리(catch)
- 시그널 발생 시 미리 등록된 handler 실행
- SIGKILL, SIGSTOP은 등록 불가
- 기본 처리(default)
- 대부분은 무시나 프로세스 종료
Signal 생성
- 한 프로세스가 다른 프로세스에게 kill() 시스템 호출로 통해 전달.
- 커널이 프로세스에 전달(alarm, 프로세스 종료 시 death of child 시그널, 에러 시그널)
- 사용자가 인위적으로 생성(Ctrl+C, Ctrl+\ 등 키보드 입력)
시그널 처리
- 프로세스 실행 직전 signal 번호와 해당하는 handler 함수 지정.
- 이때 프로그래머가 지정 안하면 default 핸들러 지정
- 프로세스 실행
- 타이머가 끝나거나, 스케줄링을 받았을 때 등으로 커널모드에서 유저모드로 돌아갈 때, 받은 signal 확인 후, 해당하는 signal handler 실행 후에 유저모드로 돌아감.
Signal 종류
- SIGHUP(1) : 터미널 연결이 단절되었을 때
- SIGINT(2) : Ctrl+C 입력 시 터미널에서 동작하는 프로세스에 인터럽트로 실행 중지
- SIGQUIT(3) : Ctrl+\ 입력 시 종료 후 코어 덤프 생성
- SIGILL(4) : 잘못된 명령 사용 시
- SIGTRAP(5) : 디버거
- SIGIOT(6) : IOT instruction
- SIGABRT(6) : abort signal, 후에 SIGIOT로 대체됨
- SIGEMT(7) : EMT 명령 실행 시
- SIGFPE(8) : floating point 예외처리(산술연산 예외)
- SIGKILL(9) : kill 시그널, 무시불가
- SIGBUS(10) : bus 에러
- SIGSEGV(11) : Segmentation fault
- SIGSYS(12) : bad argument
- SIGPIPE(13) : read하는 pipe 파일이 없는 write pipe 파일이 시그널을 보냄
- SIGALRM(14) : alarm clock
- SIGTERM(15) : 작업 종료 시그널, kill을 받은 프로세스
- SIGUSR1(16) : user defined signal
- SIGUSR2(17) : user defined signal
- SIGCLD(18) : child 상태가 변경될 때
- SIGPWR(19) : power-fail restart
- SIGWINCH(20) : window size 변경 시
- SIGURG(21) : 소켓에서 긴급한 상태
- SIGPOLL(22) : pollable 이벤트 발생 시
- SIGIO SIGPOLL : 소켓 I/O가 가능할때
- SIGSTOP(23) : Ctrl+S로 stop 프로세스 멈출 시
- SIGTSTP(24) : terminal에서 stop 요청 올 시
- SIGCONT(25) : Ctrl+Q로 프로세스 continue 시
- SIGTTIN(26) : background tty가 read 시도 발생 시
- SIGTTOU(27) : background tty가 write 시도 발생 시
- SIGVTALRM(28) : virtual timer 만료 시
- SIGPROF(29) : profiling timer 만료 시
- SIGXCPU(30) : CPU 한계 넘었을 시
- SIGXFSZ(31) : 파일 사이즈 한계 넘었을 시
- SIGWAITING(32) : process lwps가 막혔을 시
- SIGLWP(33) : thread library에서 발생한 시그널
- SIGFREEZE(34) : CPR에서 발생한 시그널
- SIGTHAW(35) : CPR에서 발생한 시그널
- SIGCANCEL(36) : thread cancel
- SIGLOST(37) : 자원 실종
signalhandler함수는 다음과 같다.
void *signalhandler_t(int signo) {
등록할 handler코드
}<signal.h> 헤더
- sighandler_t signal(int signo, sighandler_t handler)
시그널 handler 등록
에러 있다면 -1반환하고 errno변수에 EINTR 저장
sighandler_t handler
- SIG_IGN : 시그널 무시
- SIG_DFL : 기본 동작
- SIG_ERR : 시그널 등록 에러- int kill(pid_t pid, int signo)
signo 시그널 전송, 0은 성공, -1은 에러
signo == 0이면 실제로 시그널을 전송하지는 않고, 프로세스의 존재여부만 파악, 존재안하면 -1
pid > 0이면 pid 프로세스에게 전달
pid == 0이면 pid의 그룹ID가 같은 모든 프로세스에 전달
pid < 0이면 그룹ID가 |pid|인 모든 프로세스에 전달- int raise(int signo)
자신에게 스스로 시그널 보냄, 0은 성공, -1은 에러
- int sigemptyset(sigset_t *set)
set을 0으로 초기화 - int sigfillset(sigset_t *set)
set을 1로 세팅 - int sigaddset(sigset_t *set, int signo)
signo로 지정된 시그널을 set에 추가 - int sigdelset(sigset_t *set, int signo)
set에서 signo로 지정된 signal 제거 - int sigismember(const sigset_t *set, int signo)
signo 시그널이 set의 멤버인지 검사
커널에서 signal을 받으면 pending signal bitmap에 저장.
각 비트 자리에 해당하는 signo가 온다면, 1로 바꾸고, 유저모드로 돌아갈 때, bitmap의 모든 1 확인- int sigprocmask(int how, const sigset_t set, sigset_t oset)
mask bitmap 설정하라고 OS에 알림
int how
- SIG_BLOCK: 기존에 설정된 mask에서 set에 설정된 시그널들을 mask에 추가
- SIG_UNBLOCK: 기존에 설정된 mask에서 set에 설정된 시그널들을 mask에서 제거
- SIG_SETMASK: set인자로 시그널 마스크 대체
sigset_t *oset
oset이 NULL이 아니면 이전의 블록된 시그널 set값이 저장됨.
set == NULL이면 oset에 기존 마스크값 얻음pending bitmap vs mask bitmap
pending map에는 받은 signal들을 중복을 제거하여 저장. 시그널이 실행되면 0으로 돌아감.
mask bitmap은 signal 처리하지 않을 함수들을 1로 설정. 0으로 돌아갈 때 시그널 실행.-
int sigpending(sigset_t *set)
pending중인 signal들(mask되어 대기중인 signal)을 set에 넣어줌 -
int sigsuspend(const sigset_t *set)
mask를 set으로 설정하고, pause하라. errno에 에러면 EINTR, 포인터에러면 EFAULT, race contition 제거 가능
<unistd.h> 헤더
- unsigned int alarm(unsigned int second)
seconds 후에 SIGALRM 시그널 전송, 0 혹은 인자로 0줄땐 이전에 남아있던 알람 잔여시간 반환
한 프로세스엔 하나의 알람만 존재. 이미 알람이 설정된 상태에서 호출 시 이전 알람이 리턴되고, 새로운 알람으로 설정- void pause(void)
signal올 때까지 정지
Backend Engineer