52 读书笔记：第10章 信号 (5)
10.15 sigsetjmp和siglongjmp函数
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