XOPEN_SOURCE 和信号处理

Question

在下面的程序中，如果我取消注释_XOPEN_SOURCE行，当我按下C-c时，我的程序会终止，如果我不注释那一行，同样的程序不会终止。有人知道_XOPEN_SOURCE以何种方式影响信号处理吗？我使用gcc（4.6.3）和glibc（2.15）在Linux上运行。

/* #define _XOPEN_SOURCE 700 */
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>

typedef void (*sighandler_t)(int);

void handle_signal(int signo)
{
    printf("\n[MY_SHELL] ");
    fflush(stdout);
}

int main()
{
    int c;
    signal(SIGINT, SIG_IGN);
    signal(SIGINT, handle_signal);
    printf("[MY_SHELL] ");
    while ((c = getchar()) != EOF) {
        if (c == '\n')
            printf("[MY_SHELL] ");
    }
    printf("\n");
    return 0;
}

- yasar

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顺便提一下，char c：不行，不行，不行，不行，不行。EOF需要是带外信号。这就是为什么getchar返回一个int的原因。 - Dave

@Dave 你说得对。这实际上是我在网上找到的一个例子。我没有注意到它。现在正在修复。 - yasar

Answer 1

问题在于，在安装信号处理函数时，signal()函数可以具有两种不同的行为形式：

• System V语义，其中信号处理程序是“一次性”的——也就是说，在调用信号处理函数后，信号的处理方式将重置为SIG_DFL，被信号中断的系统调用不会重新启动；或者
• BSD语义，其中信号处理程序在信号触发时不会重置，信号在信号处理程序执行时被阻塞，大多数被中断的系统调用将自动重新启动。

在Linux上使用glibc时，如果定义了_BSD_SOURCE，则会获得BSD语义，否则将获得System V语义。_BSD_SOURCE宏默认已定义，但是如果您定义了_XOPEN_SOURCE（或一些其他宏，例如_POSIX_SOURCE和_SVID_SOURCE），则会取消默认定义。

在System V语义下，如果读取getchar()底层的read()系统调用被SIGINT中断，则getchar()将返回EOF，并将errno设置为EINTR（这会导致您的程序正常退出）。此外，在第一个SIGINT之后，该信号的处理方式将重置为默认值，并且SIGINT的默认操作是终止进程（因此，即使您的程序在第一个SIGINT中幸存下来，第二个也会导致它异常退出）。

解决方案是根本不使用signal()安装信号处理函数；而是应该使用可移植的sigaction()，它在任何地方都提供相同的语义。将sa_flags设置为SA_RESTART，sigaction()将提供BSD语义，这正是您想要的。

- caf

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但是我应该注意，在任何情况下，当第一次按下C-c时（处理程序已经设置），程序都不会终止。 - Alex Bakulin

这里发生的不是那样的情况。 _XOPEN_SOURCE 700 语义缺少 SA_RESTART，导致 EINTR 并在 getchar 中返回 EOF，从而退出程序。请参见我的答案。 - Dave

@Dave：你说得很对，我已经更新了这个答案，并加入了系统调用重新启动的信息。 - caf

Answer 2

这些微妙的行为差异是为什么通常更喜欢使用sigprocmask()而不是signal()。定义了_XOPEN_SOURCE 700的版本调用（如strace所示）。

rt_sigaction(SIGINT, {SIG_IGN, [], SA_INTERRUPT|SA_NODEFER|SA_RESETHAND}, {SIG_DFL, [], 0}, 8) = 0
rt_sigaction(SIGINT, {0x80484dc, [], SA_INTERRUPT|SA_NODEFER|SA_RESETHAND}, {SIG_IGN, [], SA_INTERRUPT|SA_NODEFER|SA_RESETHAND}, 8) = 0

而被注释掉的那个调用：

rt_sigaction(SIGINT, {SIG_IGN, [INT], SA_RESTART}, {SIG_DFL, [], 0}, 8) = 0 
rt_sigaction(SIGINT, {0x80484dc, [INT], SA_RESTART}, {SIG_IGN, [INT], SA_RESTART}, 8) = 0

< p > _XOPEN_SOURCE 缺少的重要额外标志是 SA_RESTART ，它允许 read 系统调用继续进行，就像没有发生信号一样。如果没有它，系统调用会指示失败， getchar（） 返回 -1 （但指示失败，而不是真正的 EOF），您的程序将终止。

- Dave