调用longjmp有一个问题。当捕捉到一个信号时,进入信号捕捉函数,此时当前信号被自动地加到进程的信号屏蔽字中。这阻止了后来产生的这种信号中断该信号处理程序。如果用longjmp跳出信号处理程序,那么,对此进程的信号屏蔽字会发生什么呢?
在FreeBSD和Mac中,setjmp和longjmp保存和恢复信号屏蔽字。但是在Linux中并不执行这种操作。
POSIX.1并没有说明setjmp和longjmp对信号屏蔽字的作用,而是定义了两个新函数sigsetjmp和siglongjmp。在信号处理程序中进行非局部转移时应当使用这两个函数。
#include <setjmp.h> int sigsetjmp(sigjmp_buf env, int savesigs); // 返回值:若直接调用则返回0,若从siglongjmp调用则返回非0值 void siglongjmp(sigjmp_buf env, int val);
这两个函数与setjmp和longjmp之间的唯一区别是,sigsetjmp增加了一个参数。如果savesigs非0,则sigsetjmp在env中保存进程的当前信号屏蔽字。调用siglongjmp时,如果带非0 saveids的sigsetjmp调用已经保存了env,则siglongjmp从其中恢复保存的信号屏蔽字。
程序清单10-14演示了在信号处理程序被调用时,系统所设置的信号屏蔽字如何自动地包括刚被捕捉的信号。该程序也通过实例说明了如何使用sigsetjmp和siglongjmp函数。
《UNIX环境高级编程》P266:程序清单10-14 信号屏蔽字、sigsetjmp和siglongjmp实例(有改动)
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <unistd.h> #include <time.h> #include <signal.h> #include <errno.h> #include <setjmp.h> static void sig_usr1(int signo); static void sig_alrm(int signo); void pr_mask(const char *str); static sigjmp_buf jmpbuf; static volatile sig_atomic_t canjump; int main(void) { if (signal(SIGUSR1, sig_usr1) == SIG_ERR) fprintf(stderr, "signal(SIGUSR1) error\n"); if (signal(SIGALRM, sig_alrm) == SIG_ERR) fprintf(stderr, "signal(SIGALRM) error\n"); pr_mask("starting main: "); if (sigsetjmp(jmpbuf, 1)) { // 将会保存进程中的信号屏蔽字 pr_mask("ending main: "); exit(0); } canjump = 1; // sigsetjmp() 就绪 for ( ; ; ) pause(); } static void sig_usr1(int signo) { time_t starttime; if (canjump == 0) return; pr_mask("starting sig_usr1: "); alarm(3); starttime = time(NULL); // 获取当前时间 for ( ; ; ) if (time(NULL) > starttime + 5) // 运行5秒 break; pr_mask("finishing sig_usr1: "); canjump = 0; siglongjmp(jmpbuf, 1); // 跳转至main函数 } static void sig_alrm(int signo) { pr_mask("in sig_larm: "); } // 输出信号屏蔽字信息 void pr_mask(const char *str) { sigset_t sigset; int errno_save; errno_save = errno; if (sigprocmask(0, NULL, &sigset) < 0) fprintf(stderr, "sigprocmask error\n"); printf("%s", str); if (sigismember(&sigset, SIGINT)) printf("SIGINT "); if (sigismember(&sigset, SIGQUIT)) printf("SIGQUIT "); if (sigismember(&sigset, SIGUSR1)) printf("SIGUSR1 "); if (sigismember(&sigset, SIGALRM)) printf("SIGALRM "); printf("\n"); errno = errno_save; }
此程序演示了另一种技术,只要在信号处理程序中调用siglongjmp,就应使用这种技术。仅在调用sigsetjmp之后才将变量canjump设置为非0值。在信号处理程序中检测此变量,仅当它为非0值时才调用siglongjmp。这提供了一种保护机制,使得在jmpbuf(跳转缓冲)尚未由sigsetjmp初始化时,防止调用信号处理程序。因为信号可能在任何时候发生,所以在信号处理程序中,需要这种保护措施。
在程序中使用了数据类型sig_atomic_t,这是由ISO C标准定义的变量类型,在写这种类型的变量时不会被中断。它意味着在具有虚拟存储器的系统上这种变量不会跨越页边界,可以用一条机器指令对其进行访问。这种类型的变量总是包括ISO类型修饰符volatile,其原因是:该变量由两个不同的控制线程——main函数和异步的信号处理程序访问。
运行该程序:
$ ./14 & 在后台启动进程 [1] 4924 作业控制shell打印其进程ID $ starting main: $ kill -USR1 4924 向该进程发送SIGUSR1 starting sig_usr1: SIGUSR1 $ in sig_larm: SIGUSR1 SIGALRM finishing sig_usr1: SIGUSR1 ending main: 键入回车 [1]+ 完成 ./14
当调用一个信号处理程序时,被捕捉到的信号加到进程的当前信号屏蔽字中。当从信号处理程序返回时,恢复原来的屏蔽字。另外,siglongjmp恢复了有sigsetjmp保存的信号屏蔽字。
如果在Linux中将程序清单10-14中的sigsetjmp和siglongjmp分别替换称setjmp和longjmp,输出变为:
$ ./a.out & 在后台启动进程 [1] 4954 作业控制shell打印其进程ID $ starting main: $ kill -USR1 4954 向进程发送SIGUSR1 starting sig_usr1: SIGUSR1 $ in sig_larm: SIGUSR1 SIGALRM finishing sig_usr1: SIGUSR1 ending main: SIGUSR1 键入回车 [1]+ 完成 ./a.out
这意味着在调用setjmp之后执行main函数,其SIGUSR1是阻塞的。这多半不是我们所希望的