EINTR-信号中断与慢系统调用

什么是慢系统调用?

慢系统调用指的是那些可能永远阻塞的系统调用,永远阻塞的系统调用意味着该调用永远无法返回,而多数网络支持函数都属于这一类系统调用。就如同**accept()**函数,如果没有客户连接,那么该调用将会一直阻塞。

  • 读写‘慢’设备(包括pipe,终端设备,网络连接等)。读时,数据不存在,需要等待;写时,缓冲区满或其他原因,需要等待。读写磁盘文件一般不会阻塞。
  • 当打开某些特殊文件时,需要等待某些条件,才能打开。例如:打开中断设备时,需要等到连接设备的modem响应才能完成。
  • pause和wait函数。pause函数使调用进程睡眠,直到捕获到一个信号。wait等待子进程终止。
  • 某些ioctl操作。
  • 某些IPC操作。

EINTR介绍

早期的Unix系统,如果进程在一个慢系统调用(slow system call)中阻塞时,当捕获到某个信号且相应信号处理函数返回时,这个系统调用被中断,调用返回错误,设置errno为EINTR(相应的错误描述为“Interrupted system call”)。

不同函数产生EINTR错误,所代表的含义也不尽相同。

系统调用函数 errno为EINTR表征的意义
write 由于信号中断,没有成功任何数据。
open 由于信号中断,没有读到任何数据。
recv 由于信号中断返回,没有任何数据可用。
sem_wait 函数调用被信号处理函数终端。

如何处理被中断的系统调用

既然系统调用会被中断,那么别忘了要处理被中断的系统调用。有三种处理方式:

  • 人为重启被中断的系统调用

    人为当碰到EINTR错误的时候,有一些可以重启的系统调用要进行重启,而对于有一些系统调用是不能够重启的。例如:accept、read、write、select、和open之类的函数来说,是可以进行重启的。不过对于套接字编程中的connect函数我们是不能重启的,若connect函数返回一个EINTR错误的时候,我们不能再次调用它,否则将立即返回一个错误。针对connect不能重启的处理方法是,必须调用select来等待连接完成。
    这里的“重启”怎么理解?

    一些IO系统调用执行时,如 read 等待输入期间,如果收到一个信号,系统将中断read, 转而执行信号处理函数. 当信号处理返回后, 系统遇到了一个问题: 是重新开始这个系统调用, 还是让系统调用失败?早期UNIX系统的做法是, 中断系统调用,并让系统调用失败, 比如read返回 -1, 同时设置 errno 为EINTR中断了的系统调用是没有完成的调用,它的失败是临时性的,如果再次调用则可能成功,这并不是真正的失败,所以要对这种情况进行处理, 典型的方式为:

again:  
          if ((n = read(fd, buf, BUFFSIZE)) < 0) {  
             if (errno == EINTR)  
                  goto again;     /* just an interrupted system call */  
            /* handle other errors */  
          }  
……
 
while ((r = read (fd, buf, len)) < 0 && errno == EINTR) /*do
nothing*/ ;
 
……
ssize_t Read(int fd, void *ptr, size_t nbytes)
{
 
        ssize_t n;
 
again:
        if((n = read(fd, ptr, nbytes)) == -1){
                if(errno == EINTR)
                        goto again;
                else
                        return -1;
        }
        return n;
}
  • 安装信号时设置 SA_RESTART属性(该方法对有的系统调用无效)

    我们还可以从信号的角度来解决这个问题, 安装信号的时候, 设置 SA_RESTART属性,那么当信号处理函数返回后, 不会让系统调用返回失败,而是让被该信号中断的系统调用将自动恢复。

struct sigaction action;
 
action.sa_handler = handler_func;
sigemptyset(&action.sa_mask);
action.sa_flags = 0;
/* 设置SA_RESTART属性 */
action.sa_flags |= SA_RESTART;
 
sigaction(SIGALRM, &action, NULL);

但注意,并不是所有的系统调用都可以自动恢复。如msgsnd喝msgrcv就是典型的例子,msgsnd/msgrcv以block方式发送/接收消息时,会因为进程收到了信号而中断。此时msgsnd/msgrcv将返回-1,errno被设置为EINTR。且即使在插入信号时设置了SA_RESTART,也无效。在man msgrcv中就有提到这点:

msgsnd and msgrcv are never automatically restarted after being interrupted by a signal handler, regardless of the setting of the SA_RESTART flag when establishing a signal handler.

  • 忽略信号(让系统不产生信号中断)

    当然最简单的方法是忽略信号,在安装信号时,明确告诉系统不会产生该信号的中断。

struct sigaction action;
 
action.sa_handler = SIG_IGN;
sigemptyset(&action.sa_mask);
 
sigaction(SIGALRM, &action, NULL);

文章转载自:http://blog.csdn.net/benkaoya/article/details/17262053