为什么Linux不接受()返回EINTR？

Question

环境:类似红帽的发行版，2.6.39内核，glibc 2.12。

我完全期望，如果在accept()正在进行时传递了一个信号，则accept应该会失败，从而留下errno==EINTR。然而，我的不是这样做的，我想知道为什么。下面是示例程序和strace输出。

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <signal.h>
#include <errno.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <string.h>

static void sigh(int);

int main(int argc, char ** argv) {

    int s;
    struct sockaddr_in sin;

    if ((s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0))<0) {
        perror("socket");
        return 1;
    }
    memset(&sin, 0, sizeof(struct sockaddr_in));
    sin.sin_family = AF_INET;
    if (bind(s, (struct sockaddr*)&sin, sizeof(struct sockaddr_in))) {
        perror("bind"); 
        return 1;
    }
    if (listen(s, 5)) {
        perror("listen");
    }

    signal(SIGQUIT, sigh);

    while (1) {
        socklen_t sl = sizeof(struct sockaddr_in);
        int rc = accept(s, (struct sockaddr*)&sin, &sl);
        if (rc<0) {
            if (errno == EINTR) {
                printf("accept restarted\n");
                continue;
            }
            perror("accept");
            return 1;
        }
        printf("accepted fd %d\n", rc);
        close(rc);
    }

}

void sigh(int s) {

    signal(s, sigh);

    unsigned char p[100];
    int i = 0;
    while (s) {
        p[i++] = '0'+(s%10);
        s/=10;
    }
    write(1, "sig ", 4);
    for (i--; i>=0; i--) {
        write(1, &p[i], 1);
    }
    write(1, "\n", 1);

}

strace输出：

execve("./accept", ["./accept"], [/* 57 vars */]) = 0
<skipped>
socket(PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_IP) = 3
bind(3, {sa_family=AF_INET, sin_port=htons(0), sin_addr=inet_addr("0.0.0.0")}, 16) = 0
listen(3, 5)                            = 0
rt_sigaction(SIGQUIT, {0x4008c4, [QUIT], SA_RESTORER|SA_RESTART, 0x30b7e329a0}, {SIG_DFL, [], 0}, 8) = 0
accept(3, 0x7fffe3e3c500, [16])         = ? ERESTARTSYS (To be restarted)
--- SIGQUIT (Quit) @ 0 (0) ---
rt_sigaction(SIGQUIT, {0x4008c4, [QUIT], SA_RESTORER|SA_RESTART, 0x30b7e329a0}, {0x4008c4, [QUIT], SA_RESTORER|SA_RESTART, 0x30b7e329a0}, 8) = 0
write(1, "sig ", 4sig )                     = 4
write(1, "3", 13)                        = 1
write(1, "\n", 1
)                       = 1
rt_sigreturn(0x1)                       = 43
accept(3, ^C <unfinished ...>

Answer 1

就在我即将发布这篇文章时，strace输出中的SA_RESTART标志引起了我的注意。信号(2)手册页说signal() "...calls sigaction(2)使用提供BSD语义的标志.“从glibc 2.x开始。

SA_RESTART标志"...makes特定系统调用可跨信号重新启动.“，这隐藏了用户重新启动调用的过程。因此，这并不是accept()特有的，许多其他系统调用也会受到影响，而不是有明确的列表。

因此，如果需要对可能在系统调用中被阻塞的线程的信号作出反应，则应该使用sigaction()来设置信号处理程序，而不是signal()。下面是修改过的示例程序，它就是这样做的，以供参考。

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <signal.h>
#include <errno.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <string.h>

static void sigh(int);

static struct sigaction sa;

int main(int argc, char ** argv) {

    int s;
    struct sockaddr_in sin;

    if ((s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {
        perror("socket");
        return 1;
    }
    memset(&sin, 0, sizeof(struct sockaddr_in));
    sin.sin_family = AF_INET;
    if (bind(s, (struct sockaddr*)&sin, sizeof(struct sockaddr_in))) {
        perror("bind"); 
        return 1;
    }
    if (listen(s, 5)) {
        perror("listen");
    }

    memset(&sa, 0, sizeof(struct sigaction));
    sa.sa_handler = sigh;
    sigemptyset(&sa.sa_mask);
    sigaction(SIGQUIT, &sa, 0);

    while (1) {
        socklen_t sl = sizeof(struct sockaddr_in);
        int rc = accept(s, (struct sockaddr*)&sin, &sl);
        if (rc<0) {
            if (errno == EINTR) {
                printf("accept restarted\n");
                continue;
            }
            perror("accept");
            return 1;
        }
        printf("accepted fd %d\n", rc);
        close(rc);
    }

}

void sigh(int s) {

    sigaction(SIGQUIT, &sa, 0);

    unsigned char p[100];
    int i = 0;
    while (s) {
        p[i++] = '0'+(s%10);
        s/=10;
    }
    write(1, "sig ", 4);
    for (i--; i>=0; i--) {
        write(1, &p[i], 1);
    }
    write(1, "\n", 1);

}

和绞刑：

execve("./accept", ["./accept"], [/* 57 vars */]) = 0
socket(PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_IP) = 3
bind(3, {sa_family=AF_INET, sin_port=htons(0), sin_addr=inet_addr("0.0.0.0")}, 16) = 0
listen(3, 5)                            = 0
rt_sigaction(SIGQUIT, {0x400994, [], SA_RESTORER, 0x30b7e329a0}, NULL, 8) = 0
accept(3, 0x7fffb626be90, [16])         = ? ERESTARTSYS (To be restarted)
--- SIGQUIT (Quit) @ 0 (0) ---
rt_sigaction(SIGQUIT, {0x400994, [], SA_RESTORER, 0x30b7e329a0}, NULL, 8) = 0
write(1, "sig ", 4)                  = 4
write(1, "3", 13)                        = 1
write(1, "\n", 1)                       = 1
rt_sigreturn(0x1)                       = -1 EINTR (Interrupted system call)
write(1, "accept restarted\n", 17)      = 17
accept(3, 

Answer 2

在Unix网络编程书中，有一节说：

我们用“慢系统调用”这个术语来描述accept，我们用这个术语来描述任何可能永远阻塞的系统调用。也就是说，系统调用永远不需要返回。大多数网络功能都属于这一类。例如，如果没有连接到服务器的客户机，则无法保证服务器对accept的调用将返回。类似地，如果客户机从未为服务器回显发送一行，则图5.3中的服务器对read的调用将永远不会返回。慢系统调用的其他例子是管道和终端设备的读写。一个值得注意的例外是磁盘I/O，它通常返回给调用者(假设没有灾难性的硬件故障)。 这里适用的基本规则是，当一个进程在一个缓慢的系统调用中被阻塞，并且该进程捕获一个信号并且信号处理程序返回时，系统调用可以返回一个EINTR错误。一些内核会自动重启一些中断的系统调用。为了便于移植，当我们编写一个捕获信号的程序(大多数并发服务器都捕获SIGCHLD)时，我们必须为缓慢的系统调用返回EINTR做好准备。可移植性问题是由前面使用的限定符"can“和"some”引起的，而且支持POSIX SA_RESTART标志是可选的。即使实现支持SA_RESTART标志，也不会自动重新启动所有中断的系统调用。例如，大多数伯克利派生的实现从不自动重新启动select，其中一些实现从未重新启动accept或recvfrom。