从信号处理程序调用 OCaml 包装的 ZeroMQ 代码

Question

我已经根据 http://www.linux-nantes.org/~fmonnier/ocaml/ocaml-wrapping-c.php 上的指南为 CZMQ 编写了一些 OCaml 绑定(bind)，这似乎工作得很好。例如这里的 zstr_send:

CAMLprim value
caml_zstr_send(value socket_val, value string_val)
{
    CAMLparam2 (socket_val, string_val);

    void *sock = CAML_CZMQ_zsocket_val(socket_val);
    char *string = String_val(string_val);
    int rc = zstr_send(sock, string);

    CAMLreturn (Val_int(rc));
}

我可以在我的大部分代码中使用这些绑定(bind)发送和接收消息。但是，我有一个场景，我想在信号处理程序内部进行发送和接收，最后在其他代码的后台进行消息传递。以这个简化的例子为例:

open ZMQ
exception SocketBindFailure

let bg_ctx = zctx_new ();;
let pub_sock = zsocket_new bg_ctx ZMQ_PUB;;

let handler _ =
    print_endline "enter handler";
    print_endline (string_of_int (zstr_send pub_sock "hello"));
    print_endline "end handler";
;;

let () =
    (try (
        (* bind pub socket *)
        let rc = zsocket_bind pub_sock "tcp://*:5556" in
        if (rc < 0) then ( raise SocketBindFailure );

        Sys.set_signal 
            Sys.sigalrm
            (Sys.Signal_handle handler);

        ignore
             (Unix.setitimer
                 Unix.ITIMER_REAL
                 { Unix.it_interval = 0.01 ; Unix.it_value = 0.01 });

        (* do some work *)
    )
    with 
    | SocketBindFailure -> raise SocketBindFailure) 
;;

从顶层开始，输出失败:

enter handler
0
end handler
Fatal error: exception Sys_blocked_io

类似于上面的 OCaml 的 C 代码工作得很好。 OCaml 添加到导致此异常的等式中的是什么？

Answer 1

有两个潜在的问题:

在信号处理程序中，您只能调用异步信号安全 函数。大多数函数都不是异步信号安全的。

限制的原因是一个函数可以在同一个函数的执行过程中被调用。因此，内部状态可能会被破坏。很少有函数是异步信号安全的，任何动态分配内存的函数都不是。在 OCaml 中，许多分配发生在“幕后”，因此您的代码很可能不是异步信号安全的。

在您的例子中，您正在调用一个写入标准输出的函数。在 C 中，这是 从不 异步信号安全的，只有一个异常(exception):原始 write() 函数。这是原始系统调用(对文件描述符进行操作)并且是异步信号安全的，原因很简单，因为内核本身并不关心您是否在信号处理程序中，并且在将控制权返回给您之前已经完全清理干净。

从信号处理程序调用不安全函数，当信号是异步的(这里的情况)并且它本身被中断时，不安全函数在 C 中是未定义的行为。这意味着任何事情都可能发生——包括您的程序正常工作，但也包括段错误或其他错误，以及允许攻击者执行任意代码。这通常与 C 等低级语言相关联，并且通常不会出现在 OCaml 中。

OCaml 使用了一个巧妙的技巧:当接收到已在 OCaml 中设置了处理程序的信号时，它会推迟执行处理程序，直到安全点。结果是在处理程序中将未装箱 数量设置到ref 变量中是安全的。但是，print 等其他函数可能不可重入，因为它们可能具有内部状态。通常，在信号处理程序中，您应该尽量避免做比设置标志并迅速返回更多的事情。在 OCaml 中，标志应该是 31 位或 63 位整数，或者 bool 值，因为它们是未装箱的。在 C 中，标志必须是 volatile sig_atomic_t 或(我不确定)C11 原子类型。

@TheCodeArtist 给出了错误的其他可能原因。