如何使libreadline或libedit处理SIGALRM？

Question

我正在编写一个Linux程序，它通过GPIO行与一些定制硬件进行交互。它使用一个定期传递SIGALRM的计时器来管理这些交互的定时，并且在信号处理程序中执行了相当多的工作。该程序提供了一个命令行界面，我希望锂线提供行编辑的方便。不幸的是，锂线似乎不能很好地处理这些周期性信号。我还尝试了李贝迪 (a.k.a )的读行兼容性模式。“社论”)，没有运气。

在接收大量SIGALRM信号的程序中，有一种简单的方法可以获得读行功能吗？

症状

当使用libreadline时，如果计时器正在运行，一些键入的字符会被随机回显两次。例如，键入"help“可能会导致终端上显示"heelp”。这个问题只在echo中很明显:程序确实收到键入的单词(即“帮助”)。

当在读行兼容模式中使用libedit时，如果计时器正在运行，readline()将在被SIGALRM信号中断时返回NULL。

当计时器停止时，所有的事情都会像预期的那样工作，无论是libreadline还是libedit。

环境

Ubuntu20.04提供了最新的apt包libreadline(Version8.0-4)和libedit-dev (3.1-20191231-1)。该程序最终将部署在运行Raspberry Pi操作系统的Raspberry Pi上。

示例代码

下面是一个最小(Ish)可复制的示例的尝试：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <time.h>
#include <signal.h>
#include <sys/time.h>
#ifdef USE_LIBEDIT
# include <editline/readline.h>
#else
# include <readline/readline.h>
#endif

#define PERIOD_US  1000  // 1.0 ms
#define DELAY_NS 700000  // 0.7 ms

/* Timer settings. */
const struct itimerval interval_off = {
    .it_value    = { .tv_sec = 0, .tv_usec = 0 },
    .it_interval = { .tv_sec = 0, .tv_usec = 0 }
};
const struct itimerval interval_1ms = {
    .it_value    = { .tv_sec = 0, .tv_usec = PERIOD_US },
    .it_interval = { .tv_sec = 0, .tv_usec = PERIOD_US }
};

static void sigalrm_callback(int signum)
{
    (void) signum;

    // Simulate work by busy-wating for DELAY_NS.
    struct timespec end, now;
    clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &end);
    end.tv_nsec += DELAY_NS;
    end.tv_sec  += end.tv_nsec / 1000000000;
    end.tv_nsec %= 1000000000;
    do
        clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &now);
    while (now.tv_sec < end.tv_sec
            || (now.tv_sec == end.tv_sec && now.tv_nsec < end.tv_nsec));
}

static int should_quit = 0;

/* Interpret and free line. */
void interpret(char *line)
{
    if (!line) {
        printf("Got NULL line\n");
    } else if (line[0] == '\0') {
        /* Ignore empty line. */
    } else if (strcmp(line, "help") == 0) {
        puts("help    print this help\n"
             "start   start the interval timer at 1 kHz\n"
             "stop    stop the interval timer\n"
             "quit    end the program");
    } else if (strcmp(line, "start") == 0) {
        setitimer(ITIMER_REAL, &interval_1ms, NULL);
        printf("Periodic timer started.\n");
    } else if (strcmp(line, "stop") == 0) {
        setitimer(ITIMER_REAL, &interval_off, NULL);
        printf("Periodic timer stopped.\n");
    } else if (strcmp(line, "quit") == 0) {
        should_quit = 1;
    } else {
        printf("Unknown command \"%s\".\n", line);
    }
    free(line);
}

int main(void)
{
    /* Catch SIGALRM. */
    struct sigaction action;
    action.sa_handler = sigalrm_callback;
    sigemptyset(&action.sa_mask);
    action.sa_flags = 0;
    sigaction(SIGALRM, &action, NULL);

    /* Process commands. */
    while (!should_quit) {
        char *line = readline("> ");
        interpret(line);
    }

    return EXIT_SUCCESS;
}

编译或用

gcc -O2 readline-alrm.c -lreadline -o readline-alrm

或

gcc -O2 -DUSE_LIBEDIT readline-alrm.c -ledit -o readline-alrm

编辑：我将命令解释器移出main()。

Answer 1

我找到了解决办法。这个问题可以通过使用readline的异步“备用”接口来解决。在问题中的示例程序中，将main()替换为：

#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <sys/select.h>

int main(void)
{
    /* Catch SIGALRM. */
    struct sigaction action;
    action.sa_handler = sigalrm_callback;
    sigemptyset(&action.sa_mask);
    action.sa_flags = 0;
    sigaction(SIGALRM, &action, NULL);

    /* Process commands. */
    rl_callback_handler_install("> ", interpret);
    while (!should_quit) {
        fd_set fds;
        FD_ZERO(&fds);
        FD_SET(STDIN_FILENO, &fds);
        int ret = select(STDIN_FILENO + 1, &fds, NULL, NULL, NULL);
#ifdef FIX_BUG
        /* Restart on interrupted system call. */
        if (ret == -1 && errno == EINTR)
                continue;
#endif
        if (FD_ISSET(STDIN_FILENO, &fds))
            rl_callback_read_char();
    }
    putchar('\n');
    rl_callback_handler_remove();

    return EXIT_SUCCESS;
}

请注意，只有在定义了宏FIX_BUG时，才会修复该问题。

这是我对这个问题的理解。当select()被信号中断时，它返回-1，并将errno设置为EINTR。当发生这种情况时，大多数情况下，文件描述符设置为fds的结果为空。然而，在某些情况下，select()将STDIN_FILENO放在fds中。在这种情况下，程序不应该试图处理其输入。如果我们调用rl_callback_read_char()，尽管select()返回了-1，那么我们就有了双回显问题。

我想知道这是否是readline()实现中的一个bug。可能它是在这个异步接口之上实现的，并且它无法检查select()返回的值。