[技術] Interrupted system calls

Written on 2:41 下午 by Yu Lai

這是最近寫程式遇到的，沒想到使用好好的UNIX Socket API居然會有爆走的時候。
在Survey了老半天，總算知道問題點所在。以下是看完The Linux GCC HOWTO的心得。

會發生Interrupted system calls主要是POSIX的系統檢查信號的次數，比起一些舊版的Unix是要多那麼一點。依照此規範，在Linux裡會在下列系統呼叫(system calls)的執行期間執行signal handlers: select(), pause(), connect(),accept(), read() on terminals, sockets, pipes or files in /proc, write() on terminals, sockets, pipes or the line printer, open() on FIFOs, PTYs or serial lines,ioctl() on terminals, fcntl() with command F_SETLKW, wait4(), syslog(), any TCP or NFS operations。而就其它的作業系統而言，你需要注意的可能就是下面這些系統呼叫(system calls)了: creat(), close(), getmsg(), putmsg(), msgrcv(), msgsnd(), recv(), send(), wait(), waitpid(), wait3(), tcdrain(), sigpause(), semop() to this list.

而問題點在於在系統呼叫(system calls)期間，若有一信號(那支程式本身應準備好handler因應了)產生，handler就會被呼叫。當handler將控制權轉移回系統呼叫時，它會偵測出它已經產生中斷，而且傳回值會立刻設定成-1，errno設定成EINTR。程式並沒有想到會發生這種事，所以就會bottles out了。

有兩種修正的方法可以選擇:

(1) 對每個你自行安裝(install)的signal handler，都須在sigaction旗號加上SA_RESTART。例如，把下列的程式，

     signal (sig_nr, my_signal_handler);

改成

     signal (sig_nr, my_signal_handler);
     { struct sigaction sa;
       sigaction (sig_nr, (struct sigaction *)0, &sa);
   #ifdef SA_RESTART
       sa.sa_flags |= SA_RESTART;
   #endif
   #ifdef SA_INTERRUPT
       sa.sa_flags &= ~ SA_INTERRUPT;
   #endif
       sigaction (sig_nr, &sa, (struct sigaction *)0);
     }

要注意的是，當這部份的變更大量應用到系統呼叫之後，呼叫read(), write(),ioctl(), select(), pause() 與 connect()時，你仍然得自行檢查(check for)EINTR。如方法二所示。

(2) 你自己得很明確地(explicitly)檢查EINTR:

這裡有兩個針對read()與ioctl()的例子。

原始的程式片段，使用read()。

   int result;
   while (len > 0) {
     result = read(fd,buffer,len);
     if (result <> 0) {
     result = read(fd,buffer,len);
     if (result < 0) { if (errno != EINTR) break; }
     else { buffer += result; len -= result; }
   }

原始的程式片段，使用ioctl()。

   int result;
   result = ioctl(fd,cmd,addr);

修改成

   int result;
   do { result = ioctl(fd,cmd,addr); }
   while ((result == -1) && (errno == EINTR));

注意一點，有些版本的BSD Unix，其內定的行為(default behaviour)是重新執行系統呼叫。若要讓系統呼叫中斷，得使用SV_INTERRUPT或SA_INTERRUPT旗號。

另外補充一個由Richard Steven所提供給connect()的修改法。

   /* Start with fd just returned by socket(), blocking, SOCK_STREAM... */
   while ( connect (fd, &name, namelen) == -1 && errno != EISCONN ) 
   if ( errno != EINTR ) {
       perror ("connect");
       exit (EXIT_FAILURE);
   }

Posted in 技術, C, Linux, socket

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