分类： LINUX
2012-01-28 20:38:20
++++++APUE读书笔记-10信号-15sigsetjmp和siglongjmp函数++++++
15、sigsetjmp和siglongjmp函数
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前面，我们描述了setjmp和logjmp函数，这个函数可以用于跳转。在前面我们也看到了，longjmp函数经常会在信号处理函数中被调用，通过跳转的方式返回到主程序循环中，而不是return的方式。
然而，调用longjmp的时候，有一个问题：当一个信号被捕获的时候，会进入到捕获的信号处理函数，同时当前的信号会被自动添加到进程的signal mask中，这会阻止随后发生的那个信号打断信号处理函数。如果我们使用longjmp从信号处理函数中跳转出去，那么进程的signal mask会怎么样?
在FreeBSD5.2.1和Mac OS X 10.3，setjmp和longjmp会保存和恢复signal mask. Linux 2.4.22和Solaris 9却不这样。FreeBSD和Mac OS X提供了_setjmp和_longjmp函数，这个函数不会保存和恢复signal mask。
为了能够支持两种行为，POSIX.1没有指定setjmp和longjmp对signal masks的影响。相应地，两个新的函数：sigsetjmp和siglongjmp被POSIX.1定义了，如果是从一个信号处理函数中跳转，那么应该使用这两个函数。
#include
int sigsetjmp(sigjmp_buf env, int savemask);
返回：调用的时候会返回0，如果是由于siglongjmp导致的返回，那么返回非0。
void siglongjmp(sigjmp_buf env, int val);
这些函数和setjmp与longjmp函数的区别就是，sigsetjmp有一个额外的参数。如果savemask参数非0，那么sigsetjmp也会把当前进程的signal mask保存到env参数中。当siglongjmp被调用的时候，如果evn参数存放了sigsetjmp指定的非0的savemask，那么，siglongjmp会将保存的signal mask恢复。
举例：
static void sig_usr1(int), sig_alrm(int);
static sigjmp_buf jmpbuf;
static volatile sig_atomic_t canjump;
int main(void)
{
if (signal(SIGUSR1, sig_usr1) == SIG_ERR){...}
if (signal(SIGALRM, sig_alrm) == SIG_ERR){...}
/*main开始,并且打印当前signal mask*/
if (sigsetjmp(jmpbuf, 1)) {/*main结束*/exit(0);}
canjump = 1; /* sigsetjmp()完毕 */
for ( ; ; )
pause();
}
static void sig_usr1(int signo)
{
time_t starttime;
if (canjump == 0) return; /*canjump为0则无法预测的结果，所以忽略 */
/*开始sig_usr1,并且打印当前signal mask*/
alarm(3); /* 3时钟 */
starttime = time(NULL);
for ( ; ; ) /* 忙等待5秒 */
if (time(NULL) > starttime + 5)
break;
/*结束sig_usr1,并且打印当前signal mask*/
canjump = 0;
siglongjmp(jmpbuf, 1); /* 跳到main函数 */
}
static void sig_alrm(int signo)
{
/*sig_alrm中的处理,并且打印当前signal mask*/
}
上面的程序，列举出当一个信号处理函数被自动调用的时候，signal mask（包括被捕捉的信号）是如何被系统安装上去的。这个程序也列举了使用sigsetjmp函数和siglongjmp函数的方法。
这个程序也列举了当我们在信号处理函数中调用siglongjmp时经常使用的另外一个技术：在调用sigsetjmp之后我们设置一个canjump变量为非0;这个变量会在信号处理函数中被检测，如果这个变量被检测的时候的值非0，那么调用siglongjmp(当然，调用之前也可把这个变量设置为0)。这个技术提供了一个保护机制，保护信号处理函数被过早的调用或者调用的太晚了，那个时候jump buffer还没有被sigsetjmp初始化好。（在我们的这个简单的程序中，我们在siglongjmp中很快就将程序结束了，但是在大一点的程序中，信号处理函数可能会在siglongjmp之后保持安装很长一段时间,这期间再发生信号而没有上述保护机制，就可能出现问题）提供这样的保护机制，在普通C代码中的longjmp时候是不需要的（这一点和在信号处理函数中相对），因为一个信号可能会在任何可能的时间发生，所以我们得在信号处理函数中加上额外的保护机制。
这里，我们使用sig_atomic_t类型，这个类型由ISO标准C定义，它可以在被写的时候不被打断。通过这个，我们要说明，一个这样类型的变量不应该跨越一个虚拟内存系统的页边界，并且这样的变量可以被一个单个的机器指令所访问。我们也常常为这样的数据类型包含ISO的volatile修饰符，因为这个变量被两个不同的线程控制流程所访问：main函数，还有异步执行的信号处理函数。下面给出了这个代码的时间图。
处理两个信号的例子函数的时间线
+---------+
| main |
+---------+
signal()
signal()
sigsetjmp()
pause() +----------+
----------------->| sig_usr1 |
+----------+
pr_mask()
alarm()
time()
time()
time()
.
.
.
v SIGALARM delivered +-------------+
---------------------->| sig_alarm |
+-------------+
pr_mask()
<------------------------ return()
.
.
.
v
pr_mask()
sigsetjmp()<------------------siglongjmp()
pr_mask()
exit()
我们运行前面的程序，会输出如下的类似信息：
$ ./a.out & 从后台启动进程
starting main:
[1] 531 作业控制shell打印它的进程id
$ kill -USR1 531 给进程发送USR1信号
starting sig_usr1: SIGUSR1
$ in sig_alrm: SIGUSR1 SIGALRM
finishing sig_usr1: SIGUSR1
ending main:
键入回车
[1] + Done ./a.out &
输出的信息和我们期望的一样：当信号处理函数被调用的时候，信号会被添加到当前进程的signal mask。原始的mask会被在信号处理函数返回的时候被恢复。同时，siglongjmp会恢复sigsetjmp保存的signal mask.
如果我们将上面程序中的sigsetjmp和siglongjmp改成Linux中的setjmp和longjmp(或者FreeBSD中的_setjmp和_longjmp),那么最后一行将会变成:
ending main: SIGUSR1
也就是说，在调用setjmp之后，main函数执行的时候，SIGUSR1信号被阻塞了.这个也许不是我们想要期望的。
参考：
