Вопрос или проблема
Я написал программу для встроенной системы Linux (petalinux). Она работает хорошо, когда запускается из терминала или отладчика TCF. Однако я хочу, чтобы она запускалась при старте системы, поэтому я использую start-stop-daemon. Это работало отчасти, но теперь она полностью останавливается. То, что я вижу, это то, что программа запускается правильно, открывает некоторые файлы для доступа к GPIO и I2C и может корректно с ними работать. Затем, примерно через 8 секунд, эти дескрипторы файлов внезапно становятся недействительными (Errno 9), и программное обеспечение аварийно завершает работу или, по крайней мере, больше не работает.
Дальнейшие тесты показали, что это также происходит при запуске программы в фоновом режиме через bash-скрипт:
#!/bin/bash
/home/user/myApp.elf &
Не запускать в фоновом режиме работает в этом скрипте. Кроме того, запуск программы напрямую из терминала в фоновом режиме работает. Я прибег к запуску ее напрямую через скрипт /etc/profile.d, что больше похоже на обходной путь, чем на решение.
Ранее я подозревал какую-то утечку или повреждение памяти, но выполнение программы напрямую всегда работало, в то время как запуск в фоновом режиме всегда терпел неудачу, что, на мой взгляд, не похоже на очевидную проблему с памятью. Так что, есть ли какая-то магия Linux или странности, происходящие с процессами в фоновом режиме, где их дескрипторы файлов изменяются или модифицируются? Есть ли что-то в управлении памятью, с чем я неправильно справляюсь? Есть ли какой-то системный вызов, который я неправильно обрабатываю?
Ответ или решение
Причины порчи дескрипторов файлов при запуске программы в фоновом режиме на встроенной системе Linux
При разработке программного обеспечения для встроенной системы Linux, такой как Petalinux, разработчики могут столкнуться с проблемами, связанными с запуском программ в фоновом режиме. Одной из таких проблем является порча дескрипторов файлов, что приводит к ошибкам выполнения. Рассмотрим подробности этого вопроса и возможные пути решения.
Проблема с дескрипторами файлов
Как вы отметили, ваша программа корректно работает, когда запускается из терминала или дебаггера TCF. Однако, при запуске через start-stop-daemon, а также при выполнении в фоновом режиме из Bash-скрипта, программа сталкивается с ошибками, связанными с дескрипторами файлов (Errno 9), которые проявляются после определенного времени работы.
Это часто связано с тем, что фоновые процессы имеют другой контекст выполнения по сравнению с интерактивными сессиями. Основные факторы, которые могут влиять на состояние дескрипторов файлов, включают:
-
Изоляция окружения: При запуске программы из скрипта или службы окружение может отличаться от интерактивного терминала. В частности, переменные окружения, такие как
PATH, или управление вводом/выводом могут быть настроены иначе. -
Сигналы завершения: Фоновые процессы могут получать сигналы, которые обрабатываются иначе, чем в интерактивной сессии. Например, сигнал SIGHUP (обрыв соединения) может привести к неожиданному поведению, если процесс не настроен для его обработки. При запуске скрипта в фоновом режиме система может послать данный сигнал, если терминал, из которого был запущен процесс, закрыт.
-
Корректная обработка дескрипторов: Убедитесь, что вы корректно открываете и закрываете дескрипторы файлов в вашем коде. Убедитесь, что дескрипторы открываются с правильными флагами и что не происходит гонок между потоками при манипуляциях с ними.
Рекомендации по решению проблемы
-
Фоновый процесс: Если возможно, попробуйте запускать вашу программу в фоновом режиме с помощью конструкций
nohupили перенаправления ввода/вывода. Например:nohup /home/user/myApp.elf > /tmp/myApp.log 2>&1 &Это предотвратит получение сигналов от терминала, таких как SIGHUP.
-
Логирование ошибок: Включите детальное логирование в вашей программе, чтобы отследить, в какой именно момент дескрипторы файлов перестают работать. Это поможет сузить круг поиска проблемы.
-
Обработка сигналов: Убедитесь, что ваша программа обрабатывает сигналы, такие как SIGHUP, TERM. Вы можете установить обработчики для этих сигналов, чтобы обеспечить корректное завершение программы и очистку ресурсов.
-
Запуск через юнит-систему: Попробуйте использовать
systemdдля запуска вашего приложения.systemdпредназначен для управления службами и фоновыми процессами, предлагая лучшие механизмы для управления их состоянием:[Unit] Description=My Application [Service] ExecStart=/home/user/myApp.elf Restart=always [Install] WantedBy=multi-user.targetТакой подход может обеспечить более стабильное выполнение вашего приложения.
-
Тестирование в различных окружениях: Проводите тесты системы, начиная программу в разных средах (интерактивном терминале, скриптах, конфигурационных файлах) и фиксируя результаты. Это может помочь выявить другие аномалии или зависимости.
Заключение
Проблемы с дескрипторами файлов, возникающие при запуске программ в фоновом режиме, часто обусловлены различиями в окружении и обработке сигналов. Используя указанные рекомендации, вы сможете улучшить стабильность вашей программы и устранить проблемы с выполнением. Если проблема сохраняется, рекомендую рассмотреть возможность консультации с опытным разработчиком Embedded Linux для более глубокого анализа и диагностики кода.