Linux被中斷的系統呼叫
阿新 • • 發佈：2019-10-12
慢系統呼叫，指的是可能永遠無法返回，從而使程序永遠阻塞的系統呼叫，比如無客戶連線時的accept、無輸入時的read都屬於慢速系統呼叫。
在Linux中，當阻塞於某個慢系統呼叫的程序捕獲一個訊號，則該系統呼叫就會被中斷，轉而執行訊號處理函式，這就是被中斷的系統呼叫。
然而，當訊號處理函式返回時，有可能發生以下的情況：
- 如果訊號處理函式是用signal註冊的，系統呼叫會自動重啟，函式不會返回
- 如果訊號處理函式是用sigaction註冊的
- 預設情況下，系統呼叫不會自動重啟，函式將返回失敗，同時errno被置為EINTR
- 只有中斷訊號的SA_RESTART標誌有效時，系統呼叫才會自動重啟
下面我們編寫程式碼，分別驗證上述幾種情形，其中系統呼叫選擇read，中斷訊號選擇SIGALRM，中斷訊號由alarm產生。
使用signal
#include <stdio.h> #include <signal.h> #include <unistd.h> #include <errno.h> void handler(int s) { printf("read is interrupt by signal handler\n"); return; } int main() { char buf[10]; int nread = 0; signal(SIGALRM, handler); alarm(2); printf("read start\n"); nread = read(STDIN_FILENO, buf, sizeof(buf)); printf("read return\n"); if ((nread < 0) && (errno == EINTR)) { printf("read return failed, errno is EINTR\n"); } return 0; }
使用sigaction + 預設情況
#include <stdio.h> #include <signal.h> #include <unistd.h> #include <errno.h> void handler(int s) { printf("read is interrupt by signal handler\n"); return; } int main() { char buf[10]; int nread = 0; struct sigaction act; sigemptyset(&act.sa_mask); act.sa_handler = handler; act.sa_flags = 0; //不給SIGALRM訊號設定SA_RESTART標誌，使用sigaction的預設處理方式 //act.sa_flag |= SA_INTERRUPT; //SA_INTERRUPT是sigaction的預設處理方式，即不自動重啟被中斷的系統呼叫 //實際上，不管act.sa_flags值為多少，只要不設定SA_RESTART，sigaction都是按SA_INTERRUPT處理的 sigaction(SIGALRM, &act, NULL); alarm(2); printf("read start\n"); nread = read(STDIN_FILENO, buf, sizeof(buf)); printf("read return\n"); if ((nread < 0) && (errno == EINTR)) { printf("read return failed, errno is EINTR\n"); } return 0; }
使用sigaction + 指定SA_RESTART標誌
#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
void handler(int s)
{
printf("read is interrupt by signal handler\n");
return;
}
int main()
{
char buf[10];
int nread = 0;
struct sigaction act;
sigemptyset(&act.sa_mask);
act.sa_handler = handler;
act.sa_flags = 0;
act.sa_flags |= SA_RESTART; //給SIGALRM訊號設定SA_RESTART標誌
sigaction(SIGALRM, &act, NULL);
alarm(2);
printf("read start\n");
nread = read(STDIN_FILENO, buf, sizeof(buf));
printf("read return\n");
if ((nread < 0) && (errno == EINTR))
{
printf("read return failed, errno is EINTR\n");
}
return 0;
}
由於對被中斷系統呼叫處理方式的差異性，因此對應用程式來說，與被中斷的系統呼叫相關的問題是：
- 應用程式無法保證總是知道訊號處理函式的註冊方式，以及是否設定了SA_RESTART標誌
- 可移植的程式碼必須顯式處理關鍵函式的出錯返回，當函數出錯且errno等於EINTR時，可以根據實際需求進行相應處理，比如重啟該函式
int nread = read(fd, buf, 1024);
if (nread < 0)
{
if (errno == EINTR)
{
//read被中斷，其實不應該算作失敗，可以根據實際需求進行處理，比如重寫呼叫read，也可以忽略它
}
else
{
//read真正的讀錯誤
}
}