中断的系统调用

在早期UNIX系统中，进程在执行一个低速系统调用而阻塞，如果在此期间捕捉到一个信号，则该系统调用就被中断不再继续执行。该系统调用返回出错，其errno被设置成为EINTR。这样处理的理由是：因为一个信号发生了，进程捕捉到了它，这意味着已经发生了某种事情，所以是唤醒阻塞的系统调用的好机会。
但是，有些应用场景下，我们想让系统调用不要因为软中断（信号）而退出。典型的例子：一个进程启动了读终端操作，而是使用者却离开该终端很长时间。这种情况下进程可能处于阻塞状态几个小时甚至数天，除非系统停机，否则我们不希望退出。所以有些系统引入了某些被中断系统调用的自动重启动。

函数	系统	保持安装信号处理程序	阻塞信号的能力	被中断后的系统调用自动重启动？
signal	BSD/LINUX/Free BSD/MAC OS X	yes	yes	默认
sigaction	BSD/LINUX/Free BSD/MAC OS X	yes	yes	可选

可见在大部分系统中signal函数注册的信号，被中断后的系统调用是默认自动重启动的，而sigaction是可选的。
下面是一个通过sigaction方式定义的Signal函数，它对大部分中断采取重启动（SIGALRM除外）

typedef void Sigfunc(int);

Sigfunc * Signal(int signo, Sigfunc *func)
{
    struct sigaction act, oact;

    act.sa_handler = func;
    sigemptyset(&act.sa_mask);
    act.sa_flags = 0;

    if(signo == SIGALRM) {
#ifdef SA_INTERRUPT
        act.sa_flags |= SA_INTERRUPT;
#endif
    }else {
#ifdef SA_RESTART
        act.sa_flags |= SA_RESTART;
#endif
    }

    if(sigaction(signo,&act,&oact) < 0) {
        return SIG_ERR;
    }
    return oact.sa_handler;
}

理论介绍完毕，下面举一个具体的例子
1.使用signal函数
alarm.c 文件

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>
#define MAXLINE 4096

static void sig_alrm(int signo)
{
}
int main(void)
{
    int n;
    char line[MAXLINE];
    alarm(10);
    if(signal(SIGALRM, sig_alrm) == SIG_ERR)
        perror("signal");
    if((n = read(STDIN_FILENO, line, MAXLINE)) < 0)
        perror("read");
    alarm(0);

    write(STDOUT_FILENO, line, n);
    exit(0);
}

编译： gcc -g  alarm.c -o a
运行： ./a

发现程序并没有像我们期待的中断退出，而是一直处于阻塞状态。
这个是什么原因呢？
没错，原因就是上面表格中描述的，对于linux系统，signal函数来注册信号，它会把SA_RESTART打开，这个就是自动重启动标志，显然，有了这个标志，导致read系统调用不返回，而是重新启动read操作，所以代码一直处于阻塞状态。
那如果要看到read被中断，怎么办？
对的，当然是要使用sigaction注册信号，并且把SA_RESTART标志关闭，上面新实现的Signal函数就实现了这个功能，代码修改如下：

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>
#define MAXLINE 4096

typedef void Sigfunc(int);

Sigfunc * Signal(int signo, Sigfunc *func)
{
    struct sigaction act, oact;

    act.sa_handler = func;
    sigemptyset(&act.sa_mask);
    act.sa_flags = 0;

    if(signo == SIGALRM) {
#ifdef SA_INTERRUPT
        act.sa_flags |= SA_INTERRUPT;
#endif
    }else {
#ifdef SA_RESTART
        act.sa_flags |= SA_RESTART;
#endif
    }

    if(sigaction(signo,&act,&oact) < 0) {
        return SIG_ERR;
    }
    return oact.sa_handler;
}

static void sig_alrm(int signo)
{
}
int main(void)
{
    int n;
    char line[MAXLINE];
    alarm(10);
    if(Signal(SIGALRM, sig_alrm) == SIG_ERR)
        perror("signal");
    if((n = read(STDIN_FILENO, line, MAXLINE)) < 0)
        perror("read");
    alarm(0);

    write(STDOUT_FILENO, line, n);
    exit(0);
}

编译： gcc -g  alarm.c -o a
运行： ./a
过了10s后提示:
read: Interrupted system call
程序退出。