* manual/signal.texi: Document MTASC-safety properties.
[jlayton/glibc.git] / manual / signal.texi
1 @node Signal Handling, Program Basics, Non-Local Exits, Top
2 @c %MENU% How to send, block, and handle signals
3 @chapter Signal Handling
4
5 @cindex signal
6 A @dfn{signal} is a software interrupt delivered to a process.  The
7 operating system uses signals to report exceptional situations to an
8 executing program.  Some signals report errors such as references to
9 invalid memory addresses; others report asynchronous events, such as
10 disconnection of a phone line.
11
12 @Theglibc{} defines a variety of signal types, each for a
13 particular kind of event.  Some kinds of events make it inadvisable or
14 impossible for the program to proceed as usual, and the corresponding
15 signals normally abort the program.  Other kinds of signals that report
16 harmless events are ignored by default.
17
18 If you anticipate an event that causes signals, you can define a handler
19 function and tell the operating system to run it when that particular
20 type of signal arrives.
21
22 Finally, one process can send a signal to another process; this allows a
23 parent process to abort a child, or two related processes to communicate
24 and synchronize.
25
26 @menu
27 * Concepts of Signals::         Introduction to the signal facilities.
28 * Standard Signals::            Particular kinds of signals with
29                                  standard names and meanings.
30 * Signal Actions::              Specifying what happens when a
31                                  particular signal is delivered.
32 * Defining Handlers::           How to write a signal handler function.
33 * Interrupted Primitives::      Signal handlers affect use of @code{open},
34                                  @code{read}, @code{write} and other functions.
35 * Generating Signals::          How to send a signal to a process.
36 * Blocking Signals::            Making the system hold signals temporarily.
37 * Waiting for a Signal::        Suspending your program until a signal
38                                  arrives.
39 * Signal Stack::                Using a Separate Signal Stack.
40 * BSD Signal Handling::         Additional functions for backward
41                                  compatibility with BSD.
42 @end menu
43
44 @node Concepts of Signals
45 @section Basic Concepts of Signals
46
47 This section explains basic concepts of how signals are generated, what
48 happens after a signal is delivered, and how programs can handle
49 signals.
50
51 @menu
52 * Kinds of Signals::            Some examples of what can cause a signal.
53 * Signal Generation::           Concepts of why and how signals occur.
54 * Delivery of Signal::          Concepts of what a signal does to the
55                                  process.
56 @end menu
57
58 @node Kinds of Signals
59 @subsection Some Kinds of Signals
60
61 A signal reports the occurrence of an exceptional event.  These are some
62 of the events that can cause (or @dfn{generate}, or @dfn{raise}) a
63 signal:
64
65 @itemize @bullet
66 @item
67 A program error such as dividing by zero or issuing an address outside
68 the valid range.
69
70 @item
71 A user request to interrupt or terminate the program.  Most environments
72 are set up to let a user suspend the program by typing @kbd{C-z}, or
73 terminate it with @kbd{C-c}.  Whatever key sequence is used, the
74 operating system sends the proper signal to interrupt the process.
75
76 @item
77 The termination of a child process.
78
79 @item
80 Expiration of a timer or alarm.
81
82 @item
83 A call to @code{kill} or @code{raise} by the same process.
84
85 @item
86 A call to @code{kill} from another process.  Signals are a limited but
87 useful form of interprocess communication.
88
89 @item
90 An attempt to perform an I/O operation that cannot be done.  Examples
91 are reading from a pipe that has no writer (@pxref{Pipes and FIFOs}),
92 and reading or writing to a terminal in certain situations (@pxref{Job
93 Control}).
94 @end itemize
95
96 Each of these kinds of events (excepting explicit calls to @code{kill}
97 and @code{raise}) generates its own particular kind of signal.  The
98 various kinds of signals are listed and described in detail in
99 @ref{Standard Signals}.
100
101 @node Signal Generation
102 @subsection Concepts of Signal Generation
103 @cindex generation of signals
104
105 In general, the events that generate signals fall into three major
106 categories: errors, external events, and explicit requests.
107
108 An error means that a program has done something invalid and cannot
109 continue execution.  But not all kinds of errors generate signals---in
110 fact, most do not.  For example, opening a nonexistent file is an error,
111 but it does not raise a signal; instead, @code{open} returns @code{-1}.
112 In general, errors that are necessarily associated with certain library
113 functions are reported by returning a value that indicates an error.
114 The errors which raise signals are those which can happen anywhere in
115 the program, not just in library calls.  These include division by zero
116 and invalid memory addresses.
117
118 An external event generally has to do with I/O or other processes.
119 These include the arrival of input, the expiration of a timer, and the
120 termination of a child process.
121
122 An explicit request means the use of a library function such as
123 @code{kill} whose purpose is specifically to generate a signal.
124
125 Signals may be generated @dfn{synchronously} or @dfn{asynchronously}.  A
126 synchronous signal pertains to a specific action in the program, and is
127 delivered (unless blocked) during that action.  Most errors generate
128 signals synchronously, and so do explicit requests by a process to
129 generate a signal for that same process.  On some machines, certain
130 kinds of hardware errors (usually floating-point exceptions) are not
131 reported completely synchronously, but may arrive a few instructions
132 later.
133
134 Asynchronous signals are generated by events outside the control of the
135 process that receives them.  These signals arrive at unpredictable times
136 during execution.  External events generate signals asynchronously, and
137 so do explicit requests that apply to some other process.
138
139 A given type of signal is either typically synchronous or typically
140 asynchronous.  For example, signals for errors are typically synchronous
141 because errors generate signals synchronously.  But any type of signal
142 can be generated synchronously or asynchronously with an explicit
143 request.
144
145 @node Delivery of Signal
146 @subsection How Signals Are Delivered
147 @cindex delivery of signals
148 @cindex pending signals
149 @cindex blocked signals
150
151 When a signal is generated, it becomes @dfn{pending}.  Normally it
152 remains pending for just a short period of time and then is
153 @dfn{delivered} to the process that was signaled.  However, if that kind
154 of signal is currently @dfn{blocked}, it may remain pending
155 indefinitely---until signals of that kind are @dfn{unblocked}.  Once
156 unblocked, it will be delivered immediately.  @xref{Blocking Signals}.
157
158 @cindex specified action (for a signal)
159 @cindex default action (for a signal)
160 @cindex signal action
161 @cindex catching signals
162 When the signal is delivered, whether right away or after a long delay,
163 the @dfn{specified action} for that signal is taken.  For certain
164 signals, such as @code{SIGKILL} and @code{SIGSTOP}, the action is fixed,
165 but for most signals, the program has a choice: ignore the signal,
166 specify a @dfn{handler function}, or accept the @dfn{default action} for
167 that kind of signal.  The program specifies its choice using functions
168 such as @code{signal} or @code{sigaction} (@pxref{Signal Actions}).  We
169 sometimes say that a handler @dfn{catches} the signal.  While the
170 handler is running, that particular signal is normally blocked.
171
172 If the specified action for a kind of signal is to ignore it, then any
173 such signal which is generated is discarded immediately.  This happens
174 even if the signal is also blocked at the time.  A signal discarded in
175 this way will never be delivered, not even if the program subsequently
176 specifies a different action for that kind of signal and then unblocks
177 it.
178
179 If a signal arrives which the program has neither handled nor ignored,
180 its @dfn{default action} takes place.  Each kind of signal has its own
181 default action, documented below (@pxref{Standard Signals}).  For most kinds
182 of signals, the default action is to terminate the process.  For certain
183 kinds of signals that represent ``harmless'' events, the default action
184 is to do nothing.
185
186 When a signal terminates a process, its parent process can determine the
187 cause of termination by examining the termination status code reported
188 by the @code{wait} or @code{waitpid} functions.  (This is discussed in
189 more detail in @ref{Process Completion}.)  The information it can get
190 includes the fact that termination was due to a signal and the kind of
191 signal involved.  If a program you run from a shell is terminated by a
192 signal, the shell typically prints some kind of error message.
193
194 The signals that normally represent program errors have a special
195 property: when one of these signals terminates the process, it also
196 writes a @dfn{core dump file} which records the state of the process at
197 the time of termination.  You can examine the core dump with a debugger
198 to investigate what caused the error.
199
200 If you raise a ``program error'' signal by explicit request, and this
201 terminates the process, it makes a core dump file just as if the signal
202 had been due directly to an error.
203
204 @node Standard Signals
205 @section Standard Signals
206 @cindex signal names
207 @cindex names of signals
208
209 @pindex signal.h
210 @cindex signal number
211 This section lists the names for various standard kinds of signals and
212 describes what kind of event they mean.  Each signal name is a macro
213 which stands for a positive integer---the @dfn{signal number} for that
214 kind of signal.  Your programs should never make assumptions about the
215 numeric code for a particular kind of signal, but rather refer to them
216 always by the names defined here.  This is because the number for a
217 given kind of signal can vary from system to system, but the meanings of
218 the names are standardized and fairly uniform.
219
220 The signal names are defined in the header file @file{signal.h}.
221
222 @comment signal.h
223 @comment BSD
224 @deftypevr Macro int NSIG
225 The value of this symbolic constant is the total number of signals
226 defined.  Since the signal numbers are allocated consecutively,
227 @code{NSIG} is also one greater than the largest defined signal number.
228 @end deftypevr
229
230 @menu
231 * Program Error Signals::       Used to report serious program errors.
232 * Termination Signals::         Used to interrupt and/or terminate the
233                                  program.
234 * Alarm Signals::               Used to indicate expiration of timers.
235 * Asynchronous I/O Signals::    Used to indicate input is available.
236 * Job Control Signals::         Signals used to support job control.
237 * Operation Error Signals::     Used to report operational system errors.
238 * Miscellaneous Signals::       Miscellaneous Signals.
239 * Signal Messages::             Printing a message describing a signal.
240 @end menu
241
242 @node Program Error Signals
243 @subsection Program Error Signals
244 @cindex program error signals
245
246 The following signals are generated when a serious program error is
247 detected by the operating system or the computer itself.  In general,
248 all of these signals are indications that your program is seriously
249 broken in some way, and there's usually no way to continue the
250 computation which encountered the error.
251
252 Some programs handle program error signals in order to tidy up before
253 terminating; for example, programs that turn off echoing of terminal
254 input should handle program error signals in order to turn echoing back
255 on.  The handler should end by specifying the default action for the
256 signal that happened and then reraising it; this will cause the program
257 to terminate with that signal, as if it had not had a handler.
258 (@xref{Termination in Handler}.)
259
260 Termination is the sensible ultimate outcome from a program error in
261 most programs.  However, programming systems such as Lisp that can load
262 compiled user programs might need to keep executing even if a user
263 program incurs an error.  These programs have handlers which use
264 @code{longjmp} to return control to the command level.
265
266 The default action for all of these signals is to cause the process to
267 terminate.  If you block or ignore these signals or establish handlers
268 for them that return normally, your program will probably break horribly
269 when such signals happen, unless they are generated by @code{raise} or
270 @code{kill} instead of a real error.
271
272 @vindex COREFILE
273 When one of these program error signals terminates a process, it also
274 writes a @dfn{core dump file} which records the state of the process at
275 the time of termination.  The core dump file is named @file{core} and is
276 written in whichever directory is current in the process at the time.
277 (On @gnuhurdsystems{}, you can specify the file name for core dumps with
278 the environment variable @code{COREFILE}.)  The purpose of core dump
279 files is so that you can examine them with a debugger to investigate
280 what caused the error.
281
282 @comment signal.h
283 @comment ISO
284 @deftypevr Macro int SIGFPE
285 The @code{SIGFPE} signal reports a fatal arithmetic error.  Although the
286 name is derived from ``floating-point exception'', this signal actually
287 covers all arithmetic errors, including division by zero and overflow.
288 If a program stores integer data in a location which is then used in a
289 floating-point operation, this often causes an ``invalid operation''
290 exception, because the processor cannot recognize the data as a
291 floating-point number.
292 @cindex exception
293 @cindex floating-point exception
294
295 Actual floating-point exceptions are a complicated subject because there
296 are many types of exceptions with subtly different meanings, and the
297 @code{SIGFPE} signal doesn't distinguish between them.  The @cite{IEEE
298 Standard for Binary Floating-Point Arithmetic (ANSI/IEEE Std 754-1985
299 and ANSI/IEEE Std 854-1987)}
300 defines various floating-point exceptions and requires conforming
301 computer systems to report their occurrences.  However, this standard
302 does not specify how the exceptions are reported, or what kinds of
303 handling and control the operating system can offer to the programmer.
304 @end deftypevr
305
306 BSD systems provide the @code{SIGFPE} handler with an extra argument
307 that distinguishes various causes of the exception.  In order to access
308 this argument, you must define the handler to accept two arguments,
309 which means you must cast it to a one-argument function type in order to
310 establish the handler.  @Theglibc{} does provide this extra
311 argument, but the value is meaningful only on operating systems that
312 provide the information (BSD systems and @gnusystems{}).
313
314 @table @code
315 @comment signal.h
316 @comment BSD
317 @item FPE_INTOVF_TRAP
318 @vindex FPE_INTOVF_TRAP
319 Integer overflow (impossible in a C program unless you enable overflow
320 trapping in a hardware-specific fashion).
321 @comment signal.h
322 @comment BSD
323 @item FPE_INTDIV_TRAP
324 @vindex FPE_INTDIV_TRAP
325 Integer division by zero.
326 @comment signal.h
327 @comment BSD
328 @item FPE_SUBRNG_TRAP
329 @vindex FPE_SUBRNG_TRAP
330 Subscript-range (something that C programs never check for).
331 @comment signal.h
332 @comment BSD
333 @item FPE_FLTOVF_TRAP
334 @vindex FPE_FLTOVF_TRAP
335 Floating overflow trap.
336 @comment signal.h
337 @comment BSD
338 @item FPE_FLTDIV_TRAP
339 @vindex FPE_FLTDIV_TRAP
340 Floating/decimal division by zero.
341 @comment signal.h
342 @comment BSD
343 @item FPE_FLTUND_TRAP
344 @vindex FPE_FLTUND_TRAP
345 Floating underflow trap.  (Trapping on floating underflow is not
346 normally enabled.)
347 @comment signal.h
348 @comment BSD
349 @item FPE_DECOVF_TRAP
350 @vindex FPE_DECOVF_TRAP
351 Decimal overflow trap.  (Only a few machines have decimal arithmetic and
352 C never uses it.)
353 @ignore @c These seem redundant
354 @comment signal.h
355 @comment BSD
356 @item FPE_FLTOVF_FAULT
357 @vindex FPE_FLTOVF_FAULT
358 Floating overflow fault.
359 @comment signal.h
360 @comment BSD
361 @item FPE_FLTDIV_FAULT
362 @vindex FPE_FLTDIV_FAULT
363 Floating divide by zero fault.
364 @comment signal.h
365 @comment BSD
366 @item FPE_FLTUND_FAULT
367 @vindex FPE_FLTUND_FAULT
368 Floating underflow fault.
369 @end ignore
370 @end table
371
372 @comment signal.h
373 @comment ISO
374 @deftypevr Macro int SIGILL
375 The name of this signal is derived from ``illegal instruction''; it
376 usually means your program is trying to execute garbage or a privileged
377 instruction.  Since the C compiler generates only valid instructions,
378 @code{SIGILL} typically indicates that the executable file is corrupted,
379 or that you are trying to execute data.  Some common ways of getting
380 into the latter situation are by passing an invalid object where a
381 pointer to a function was expected, or by writing past the end of an
382 automatic array (or similar problems with pointers to automatic
383 variables) and corrupting other data on the stack such as the return
384 address of a stack frame.
385
386 @code{SIGILL} can also be generated when the stack overflows, or when
387 the system has trouble running the handler for a signal.
388 @end deftypevr
389 @cindex illegal instruction
390
391 @comment signal.h
392 @comment ISO
393 @deftypevr Macro int SIGSEGV
394 @cindex segmentation violation
395 This signal is generated when a program tries to read or write outside
396 the memory that is allocated for it, or to write memory that can only be
397 read.  (Actually, the signals only occur when the program goes far
398 enough outside to be detected by the system's memory protection
399 mechanism.)  The name is an abbreviation for ``segmentation violation''.
400
401 Common ways of getting a @code{SIGSEGV} condition include dereferencing
402 a null or uninitialized pointer, or when you use a pointer to step
403 through an array, but fail to check for the end of the array.  It varies
404 among systems whether dereferencing a null pointer generates
405 @code{SIGSEGV} or @code{SIGBUS}.
406 @end deftypevr
407
408 @comment signal.h
409 @comment BSD
410 @deftypevr Macro int SIGBUS
411 This signal is generated when an invalid pointer is dereferenced.  Like
412 @code{SIGSEGV}, this signal is typically the result of dereferencing an
413 uninitialized pointer.  The difference between the two is that
414 @code{SIGSEGV} indicates an invalid access to valid memory, while
415 @code{SIGBUS} indicates an access to an invalid address.  In particular,
416 @code{SIGBUS} signals often result from dereferencing a misaligned
417 pointer, such as referring to a four-word integer at an address not
418 divisible by four.  (Each kind of computer has its own requirements for
419 address alignment.)
420
421 The name of this signal is an abbreviation for ``bus error''.
422 @end deftypevr
423 @cindex bus error
424
425 @comment signal.h
426 @comment ISO
427 @deftypevr Macro int SIGABRT
428 @cindex abort signal
429 This signal indicates an error detected by the program itself and
430 reported by calling @code{abort}.  @xref{Aborting a Program}.
431 @end deftypevr
432
433 @comment signal.h
434 @comment Unix
435 @deftypevr Macro int SIGIOT
436 Generated by the PDP-11 ``iot'' instruction.  On most machines, this is
437 just another name for @code{SIGABRT}.
438 @end deftypevr
439
440 @comment signal.h
441 @comment BSD
442 @deftypevr Macro int SIGTRAP
443 Generated by the machine's breakpoint instruction, and possibly other
444 trap instructions.  This signal is used by debuggers.  Your program will
445 probably only see @code{SIGTRAP} if it is somehow executing bad
446 instructions.
447 @end deftypevr
448
449 @comment signal.h
450 @comment BSD
451 @deftypevr Macro int  SIGEMT
452 Emulator trap; this results from certain unimplemented instructions
453 which might be emulated in software, or the operating system's
454 failure to properly emulate them.
455 @end deftypevr
456
457 @comment signal.h
458 @comment Unix
459 @deftypevr Macro int  SIGSYS
460 Bad system call; that is to say, the instruction to trap to the
461 operating system was executed, but the code number for the system call
462 to perform was invalid.
463 @end deftypevr
464
465 @node Termination Signals
466 @subsection Termination Signals
467 @cindex program termination signals
468
469 These signals are all used to tell a process to terminate, in one way
470 or another.  They have different names because they're used for slightly
471 different purposes, and programs might want to handle them differently.
472
473 The reason for handling these signals is usually so your program can
474 tidy up as appropriate before actually terminating.  For example, you
475 might want to save state information, delete temporary files, or restore
476 the previous terminal modes.  Such a handler should end by specifying
477 the default action for the signal that happened and then reraising it;
478 this will cause the program to terminate with that signal, as if it had
479 not had a handler.  (@xref{Termination in Handler}.)
480
481 The (obvious) default action for all of these signals is to cause the
482 process to terminate.
483
484 @comment signal.h
485 @comment ISO
486 @deftypevr Macro int SIGTERM
487 @cindex termination signal
488 The @code{SIGTERM} signal is a generic signal used to cause program
489 termination.  Unlike @code{SIGKILL}, this signal can be blocked,
490 handled, and ignored.  It is the normal way to politely ask a program to
491 terminate.
492
493 The shell command @code{kill} generates @code{SIGTERM} by default.
494 @pindex kill
495 @end deftypevr
496
497 @comment signal.h
498 @comment ISO
499 @deftypevr Macro int SIGINT
500 @cindex interrupt signal
501 The @code{SIGINT} (``program interrupt'') signal is sent when the user
502 types the INTR character (normally @kbd{C-c}).  @xref{Special
503 Characters}, for information about terminal driver support for
504 @kbd{C-c}.
505 @end deftypevr
506
507 @comment signal.h
508 @comment POSIX.1
509 @deftypevr Macro int SIGQUIT
510 @cindex quit signal
511 @cindex quit signal
512 The @code{SIGQUIT} signal is similar to @code{SIGINT}, except that it's
513 controlled by a different key---the QUIT character, usually
514 @kbd{C-\}---and produces a core dump when it terminates the process,
515 just like a program error signal.  You can think of this as a
516 program error condition ``detected'' by the user.
517
518 @xref{Program Error Signals}, for information about core dumps.
519 @xref{Special Characters}, for information about terminal driver
520 support.
521
522 Certain kinds of cleanups are best omitted in handling @code{SIGQUIT}.
523 For example, if the program creates temporary files, it should handle
524 the other termination requests by deleting the temporary files.  But it
525 is better for @code{SIGQUIT} not to delete them, so that the user can
526 examine them in conjunction with the core dump.
527 @end deftypevr
528
529 @comment signal.h
530 @comment POSIX.1
531 @deftypevr Macro int SIGKILL
532 The @code{SIGKILL} signal is used to cause immediate program termination.
533 It cannot be handled or ignored, and is therefore always fatal.  It is
534 also not possible to block this signal.
535
536 This signal is usually generated only by explicit request.  Since it
537 cannot be handled, you should generate it only as a last resort, after
538 first trying a less drastic method such as @kbd{C-c} or @code{SIGTERM}.
539 If a process does not respond to any other termination signals, sending
540 it a @code{SIGKILL} signal will almost always cause it to go away.
541
542 In fact, if @code{SIGKILL} fails to terminate a process, that by itself
543 constitutes an operating system bug which you should report.
544
545 The system will generate @code{SIGKILL} for a process itself under some
546 unusual conditions where the program cannot possibly continue to run
547 (even to run a signal handler).
548 @end deftypevr
549 @cindex kill signal
550
551 @comment signal.h
552 @comment POSIX.1
553 @deftypevr Macro int SIGHUP
554 @cindex hangup signal
555 The @code{SIGHUP} (``hang-up'') signal is used to report that the user's
556 terminal is disconnected, perhaps because a network or telephone
557 connection was broken.  For more information about this, see @ref{Control
558 Modes}.
559
560 This signal is also used to report the termination of the controlling
561 process on a terminal to jobs associated with that session; this
562 termination effectively disconnects all processes in the session from
563 the controlling terminal.  For more information, see @ref{Termination
564 Internals}.
565 @end deftypevr
566
567 @node Alarm Signals
568 @subsection Alarm Signals
569
570 These signals are used to indicate the expiration of timers.
571 @xref{Setting an Alarm}, for information about functions that cause
572 these signals to be sent.
573
574 The default behavior for these signals is to cause program termination.
575 This default is rarely useful, but no other default would be useful;
576 most of the ways of using these signals would require handler functions
577 in any case.
578
579 @comment signal.h
580 @comment POSIX.1
581 @deftypevr Macro int SIGALRM
582 This signal typically indicates expiration of a timer that measures real
583 or clock time.  It is used by the @code{alarm} function, for example.
584 @end deftypevr
585 @cindex alarm signal
586
587 @comment signal.h
588 @comment BSD
589 @deftypevr Macro int SIGVTALRM
590 This signal typically indicates expiration of a timer that measures CPU
591 time used by the current process.  The name is an abbreviation for
592 ``virtual time alarm''.
593 @end deftypevr
594 @cindex virtual time alarm signal
595
596 @comment signal.h
597 @comment BSD
598 @deftypevr Macro int SIGPROF
599 This signal typically indicates expiration of a timer that measures
600 both CPU time used by the current process, and CPU time expended on
601 behalf of the process by the system.  Such a timer is used to implement
602 code profiling facilities, hence the name of this signal.
603 @end deftypevr
604 @cindex profiling alarm signal
605
606
607 @node Asynchronous I/O Signals
608 @subsection Asynchronous I/O Signals
609
610 The signals listed in this section are used in conjunction with
611 asynchronous I/O facilities.  You have to take explicit action by
612 calling @code{fcntl} to enable a particular file descriptor to generate
613 these signals (@pxref{Interrupt Input}).  The default action for these
614 signals is to ignore them.
615
616 @comment signal.h
617 @comment BSD
618 @deftypevr Macro int SIGIO
619 @cindex input available signal
620 @cindex output possible signal
621 This signal is sent when a file descriptor is ready to perform input
622 or output.
623
624 On most operating systems, terminals and sockets are the only kinds of
625 files that can generate @code{SIGIO}; other kinds, including ordinary
626 files, never generate @code{SIGIO} even if you ask them to.
627
628 On @gnusystems{} @code{SIGIO} will always be generated properly
629 if you successfully set asynchronous mode with @code{fcntl}.
630 @end deftypevr
631
632 @comment signal.h
633 @comment BSD
634 @deftypevr Macro int SIGURG
635 @cindex urgent data signal
636 This signal is sent when ``urgent'' or out-of-band data arrives on a
637 socket.  @xref{Out-of-Band Data}.
638 @end deftypevr
639
640 @comment signal.h
641 @comment SVID
642 @deftypevr Macro int SIGPOLL
643 This is a System V signal name, more or less similar to @code{SIGIO}.
644 It is defined only for compatibility.
645 @end deftypevr
646
647 @node Job Control Signals
648 @subsection Job Control Signals
649 @cindex job control signals
650
651 These signals are used to support job control.  If your system
652 doesn't support job control, then these macros are defined but the
653 signals themselves can't be raised or handled.
654
655 You should generally leave these signals alone unless you really
656 understand how job control works.  @xref{Job Control}.
657
658 @comment signal.h
659 @comment POSIX.1
660 @deftypevr Macro int SIGCHLD
661 @cindex child process signal
662 This signal is sent to a parent process whenever one of its child
663 processes terminates or stops.
664
665 The default action for this signal is to ignore it.  If you establish a
666 handler for this signal while there are child processes that have
667 terminated but not reported their status via @code{wait} or
668 @code{waitpid} (@pxref{Process Completion}), whether your new handler
669 applies to those processes or not depends on the particular operating
670 system.
671 @end deftypevr
672
673 @comment signal.h
674 @comment SVID
675 @deftypevr Macro int SIGCLD
676 This is an obsolete name for @code{SIGCHLD}.
677 @end deftypevr
678
679 @comment signal.h
680 @comment POSIX.1
681 @deftypevr Macro int SIGCONT
682 @cindex continue signal
683 You can send a @code{SIGCONT} signal to a process to make it continue.
684 This signal is special---it always makes the process continue if it is
685 stopped, before the signal is delivered.  The default behavior is to do
686 nothing else.  You cannot block this signal.  You can set a handler, but
687 @code{SIGCONT} always makes the process continue regardless.
688
689 Most programs have no reason to handle @code{SIGCONT}; they simply
690 resume execution without realizing they were ever stopped.  You can use
691 a handler for @code{SIGCONT} to make a program do something special when
692 it is stopped and continued---for example, to reprint a prompt when it
693 is suspended while waiting for input.
694 @end deftypevr
695
696 @comment signal.h
697 @comment POSIX.1
698 @deftypevr Macro int SIGSTOP
699 The @code{SIGSTOP} signal stops the process.  It cannot be handled,
700 ignored, or blocked.
701 @end deftypevr
702 @cindex stop signal
703
704 @comment signal.h
705 @comment POSIX.1
706 @deftypevr Macro int SIGTSTP
707 The @code{SIGTSTP} signal is an interactive stop signal.  Unlike
708 @code{SIGSTOP}, this signal can be handled and ignored.
709
710 Your program should handle this signal if you have a special need to
711 leave files or system tables in a secure state when a process is
712 stopped.  For example, programs that turn off echoing should handle
713 @code{SIGTSTP} so they can turn echoing back on before stopping.
714
715 This signal is generated when the user types the SUSP character
716 (normally @kbd{C-z}).  For more information about terminal driver
717 support, see @ref{Special Characters}.
718 @end deftypevr
719 @cindex interactive stop signal
720
721 @comment signal.h
722 @comment POSIX.1
723 @deftypevr Macro int SIGTTIN
724 A process cannot read from the user's terminal while it is running
725 as a background job.  When any process in a background job tries to
726 read from the terminal, all of the processes in the job are sent a
727 @code{SIGTTIN} signal.  The default action for this signal is to
728 stop the process.  For more information about how this interacts with
729 the terminal driver, see @ref{Access to the Terminal}.
730 @end deftypevr
731 @cindex terminal input signal
732
733 @comment signal.h
734 @comment POSIX.1
735 @deftypevr Macro int SIGTTOU
736 This is similar to @code{SIGTTIN}, but is generated when a process in a
737 background job attempts to write to the terminal or set its modes.
738 Again, the default action is to stop the process.  @code{SIGTTOU} is
739 only generated for an attempt to write to the terminal if the
740 @code{TOSTOP} output mode is set; @pxref{Output Modes}.
741 @end deftypevr
742 @cindex terminal output signal
743
744 While a process is stopped, no more signals can be delivered to it until
745 it is continued, except @code{SIGKILL} signals and (obviously)
746 @code{SIGCONT} signals.  The signals are marked as pending, but not
747 delivered until the process is continued.  The @code{SIGKILL} signal
748 always causes termination of the process and can't be blocked, handled
749 or ignored.  You can ignore @code{SIGCONT}, but it always causes the
750 process to be continued anyway if it is stopped.  Sending a
751 @code{SIGCONT} signal to a process causes any pending stop signals for
752 that process to be discarded.  Likewise, any pending @code{SIGCONT}
753 signals for a process are discarded when it receives a stop signal.
754
755 When a process in an orphaned process group (@pxref{Orphaned Process
756 Groups}) receives a @code{SIGTSTP}, @code{SIGTTIN}, or @code{SIGTTOU}
757 signal and does not handle it, the process does not stop.  Stopping the
758 process would probably not be very useful, since there is no shell
759 program that will notice it stop and allow the user to continue it.
760 What happens instead depends on the operating system you are using.
761 Some systems may do nothing; others may deliver another signal instead,
762 such as @code{SIGKILL} or @code{SIGHUP}.  On @gnuhurdsystems{}, the process
763 dies with @code{SIGKILL}; this avoids the problem of many stopped,
764 orphaned processes lying around the system.
765
766 @ignore
767 On @gnuhurdsystems{}, it is possible to reattach to the orphaned process
768 group and continue it, so stop signals do stop the process as usual on
769 @gnuhurdsystems{} unless you have requested POSIX compatibility ``till it
770 hurts.''
771 @end ignore
772
773 @node Operation Error Signals
774 @subsection Operation Error Signals
775
776 These signals are used to report various errors generated by an
777 operation done by the program.  They do not necessarily indicate a
778 programming error in the program, but an error that prevents an
779 operating system call from completing.  The default action for all of
780 them is to cause the process to terminate.
781
782 @comment signal.h
783 @comment POSIX.1
784 @deftypevr Macro int SIGPIPE
785 @cindex pipe signal
786 @cindex broken pipe signal
787 Broken pipe.  If you use pipes or FIFOs, you have to design your
788 application so that one process opens the pipe for reading before
789 another starts writing.  If the reading process never starts, or
790 terminates unexpectedly, writing to the pipe or FIFO raises a
791 @code{SIGPIPE} signal.  If @code{SIGPIPE} is blocked, handled or
792 ignored, the offending call fails with @code{EPIPE} instead.
793
794 Pipes and FIFO special files are discussed in more detail in @ref{Pipes
795 and FIFOs}.
796
797 Another cause of @code{SIGPIPE} is when you try to output to a socket
798 that isn't connected.  @xref{Sending Data}.
799 @end deftypevr
800
801 @comment signal.h
802 @comment GNU
803 @deftypevr Macro int SIGLOST
804 @cindex lost resource signal
805 Resource lost.  This signal is generated when you have an advisory lock
806 on an NFS file, and the NFS server reboots and forgets about your lock.
807
808 On @gnuhurdsystems{}, @code{SIGLOST} is generated when any server program
809 dies unexpectedly.  It is usually fine to ignore the signal; whatever
810 call was made to the server that died just returns an error.
811 @end deftypevr
812
813 @comment signal.h
814 @comment BSD
815 @deftypevr Macro int SIGXCPU
816 CPU time limit exceeded.  This signal is generated when the process
817 exceeds its soft resource limit on CPU time.  @xref{Limits on Resources}.
818 @end deftypevr
819
820 @comment signal.h
821 @comment BSD
822 @deftypevr Macro int SIGXFSZ
823 File size limit exceeded.  This signal is generated when the process
824 attempts to extend a file so it exceeds the process's soft resource
825 limit on file size.  @xref{Limits on Resources}.
826 @end deftypevr
827
828 @node Miscellaneous Signals
829 @subsection Miscellaneous Signals
830
831 These signals are used for various other purposes.  In general, they
832 will not affect your program unless it explicitly uses them for something.
833
834 @comment signal.h
835 @comment POSIX.1
836 @deftypevr Macro int SIGUSR1
837 @comment signal.h
838 @comment POSIX.1
839 @deftypevrx Macro int SIGUSR2
840 @cindex user signals
841 The @code{SIGUSR1} and @code{SIGUSR2} signals are set aside for you to
842 use any way you want.  They're useful for simple interprocess
843 communication, if you write a signal handler for them in the program
844 that receives the signal.
845
846 There is an example showing the use of @code{SIGUSR1} and @code{SIGUSR2}
847 in @ref{Signaling Another Process}.
848
849 The default action is to terminate the process.
850 @end deftypevr
851
852 @comment signal.h
853 @comment BSD
854 @deftypevr Macro int SIGWINCH
855 Window size change.  This is generated on some systems (including GNU)
856 when the terminal driver's record of the number of rows and columns on
857 the screen is changed.  The default action is to ignore it.
858
859 If a program does full-screen display, it should handle @code{SIGWINCH}.
860 When the signal arrives, it should fetch the new screen size and
861 reformat its display accordingly.
862 @end deftypevr
863
864 @comment signal.h
865 @comment BSD
866 @deftypevr Macro int SIGINFO
867 Information request.  On 4.4 BSD and @gnuhurdsystems{}, this signal is sent
868 to all the processes in the foreground process group of the controlling
869 terminal when the user types the STATUS character in canonical mode;
870 @pxref{Signal Characters}.
871
872 If the process is the leader of the process group, the default action is
873 to print some status information about the system and what the process
874 is doing.  Otherwise the default is to do nothing.
875 @end deftypevr
876
877 @node Signal Messages
878 @subsection Signal Messages
879 @cindex signal messages
880
881 We mentioned above that the shell prints a message describing the signal
882 that terminated a child process.  The clean way to print a message
883 describing a signal is to use the functions @code{strsignal} and
884 @code{psignal}.  These functions use a signal number to specify which
885 kind of signal to describe.  The signal number may come from the
886 termination status of a child process (@pxref{Process Completion}) or it
887 may come from a signal handler in the same process.
888
889 @comment string.h
890 @comment GNU
891 @deftypefun {char *} strsignal (int @var{signum})
892 @safety{@prelim{}@mtunsafe{@mtasurace{:strsignal} @mtslocale{}}@asunsafe{@asuinit{} @ascuintl{} @asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acuinit{} @acucorrupt{} @acsmem{}}}
893 @c strsignal @mtasurace:strsignal @mtslocale @asuinit @ascuintl @asucorrupt @ascuheap @acucorrupt @acsmem
894 @c   uses a static buffer if tsd key creation fails
895 @c  [once] init
896 @c   libc_key_create ok
897 @c    pthread_key_create ok
898 @c     KEY_UNUSED ok
899 @c     KEY_USABLE ok
900 @c  getbuffer @asucorrupt @ascuheap @acsmem
901 @c   libc_getspecific ok
902 @c    pthread_getspecific ok
903 @c   malloc dup @ascuheap @acsmem
904 @c   libc_setspecific @asucorrupt @ascuheap @acucorrupt @acsmem
905 @c    pthread_setspecific @asucorrupt @ascuheap @acucorrupt @acsmem
906 @c      a level2 block may be allocated by a signal handler after
907 @c      another call already made a decision to allocate it, thus losing
908 @c      the allocated value.  the seq number is updated before the
909 @c      value, which might cause an earlier-generation value to seem
910 @c      current if setspecific is cancelled or interrupted by a signal
911 @c     KEY_UNUSED ok
912 @c     calloc dup @ascuheap @acsmem
913 @c  snprintf dup @mtslocale @ascuheap @acsmem
914 @c  _ @ascuintl
915 This function returns a pointer to a statically-allocated string
916 containing a message describing the signal @var{signum}.  You
917 should not modify the contents of this string; and, since it can be
918 rewritten on subsequent calls, you should save a copy of it if you need
919 to reference it later.
920
921 @pindex string.h
922 This function is a GNU extension, declared in the header file
923 @file{string.h}.
924 @end deftypefun
925
926 @comment signal.h
927 @comment BSD
928 @deftypefun void psignal (int @var{signum}, const char *@var{message})
929 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuintl{} @ascuheap{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{} @acsmem{}}}
930 @c psignal @mtslocale @asucorrupt @ascuintl @ascuheap @aculock @acucorrupt @acsmem
931 @c  _ @ascuintl
932 @c  fxprintf @asucorrupt @aculock @acucorrupt
933 @c  asprintf @mtslocale @ascuheap @acsmem
934 @c  free dup @ascuheap @acsmem
935 This function prints a message describing the signal @var{signum} to the
936 standard error output stream @code{stderr}; see @ref{Standard Streams}.
937
938 If you call @code{psignal} with a @var{message} that is either a null
939 pointer or an empty string, @code{psignal} just prints the message
940 corresponding to @var{signum}, adding a trailing newline.
941
942 If you supply a non-null @var{message} argument, then @code{psignal}
943 prefixes its output with this string.  It adds a colon and a space
944 character to separate the @var{message} from the string corresponding
945 to @var{signum}.
946
947 @pindex stdio.h
948 This function is a BSD feature, declared in the header file @file{signal.h}.
949 @end deftypefun
950
951 @vindex sys_siglist
952 There is also an array @code{sys_siglist} which contains the messages
953 for the various signal codes.  This array exists on BSD systems, unlike
954 @code{strsignal}.
955
956 @node Signal Actions
957 @section Specifying Signal Actions
958 @cindex signal actions
959 @cindex establishing a handler
960
961 The simplest way to change the action for a signal is to use the
962 @code{signal} function.  You can specify a built-in action (such as to
963 ignore the signal), or you can @dfn{establish a handler}.
964
965 @Theglibc{} also implements the more versatile @code{sigaction}
966 facility.  This section describes both facilities and gives suggestions
967 on which to use when.
968
969 @menu
970 * Basic Signal Handling::       The simple @code{signal} function.
971 * Advanced Signal Handling::    The more powerful @code{sigaction} function.
972 * Signal and Sigaction::        How those two functions interact.
973 * Sigaction Function Example::  An example of using the sigaction function.
974 * Flags for Sigaction::         Specifying options for signal handling.
975 * Initial Signal Actions::      How programs inherit signal actions.
976 @end menu
977
978 @node Basic Signal Handling
979 @subsection Basic Signal Handling
980 @cindex @code{signal} function
981
982 The @code{signal} function provides a simple interface for establishing
983 an action for a particular signal.  The function and associated macros
984 are declared in the header file @file{signal.h}.
985 @pindex signal.h
986
987 @comment signal.h
988 @comment GNU
989 @deftp {Data Type} sighandler_t
990 This is the type of signal handler functions.  Signal handlers take one
991 integer argument specifying the signal number, and have return type
992 @code{void}.  So, you should define handler functions like this:
993
994 @smallexample
995 void @var{handler} (int @code{signum}) @{ @dots{} @}
996 @end smallexample
997
998 The name @code{sighandler_t} for this data type is a GNU extension.
999 @end deftp
1000
1001 @comment signal.h
1002 @comment ISO
1003 @deftypefun sighandler_t signal (int @var{signum}, sighandler_t @var{action})
1004 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtssigintr{}}@assafe{}@acsafe{}}
1005 @c signal ok
1006 @c  sigemptyset dup ok
1007 @c  sigaddset dup ok
1008 @c  sigismember dup ok
1009 @c  sigaction dup ok
1010 The @code{signal} function establishes @var{action} as the action for
1011 the signal @var{signum}.
1012
1013 The first argument, @var{signum}, identifies the signal whose behavior
1014 you want to control, and should be a signal number.  The proper way to
1015 specify a signal number is with one of the symbolic signal names
1016 (@pxref{Standard Signals})---don't use an explicit number, because
1017 the numerical code for a given kind of signal may vary from operating
1018 system to operating system.
1019
1020 The second argument, @var{action}, specifies the action to use for the
1021 signal @var{signum}.  This can be one of the following:
1022
1023 @table @code
1024 @item SIG_DFL
1025 @vindex SIG_DFL
1026 @cindex default action for a signal
1027 @code{SIG_DFL} specifies the default action for the particular signal.
1028 The default actions for various kinds of signals are stated in
1029 @ref{Standard Signals}.
1030
1031 @item SIG_IGN
1032 @vindex SIG_IGN
1033 @cindex ignore action for a signal
1034 @code{SIG_IGN} specifies that the signal should be ignored.
1035
1036 Your program generally should not ignore signals that represent serious
1037 events or that are normally used to request termination.  You cannot
1038 ignore the @code{SIGKILL} or @code{SIGSTOP} signals at all.  You can
1039 ignore program error signals like @code{SIGSEGV}, but ignoring the error
1040 won't enable the program to continue executing meaningfully.  Ignoring
1041 user requests such as @code{SIGINT}, @code{SIGQUIT}, and @code{SIGTSTP}
1042 is unfriendly.
1043
1044 When you do not wish signals to be delivered during a certain part of
1045 the program, the thing to do is to block them, not ignore them.
1046 @xref{Blocking Signals}.
1047
1048 @item @var{handler}
1049 Supply the address of a handler function in your program, to specify
1050 running this handler as the way to deliver the signal.
1051
1052 For more information about defining signal handler functions,
1053 see @ref{Defining Handlers}.
1054 @end table
1055
1056 If you set the action for a signal to @code{SIG_IGN}, or if you set it
1057 to @code{SIG_DFL} and the default action is to ignore that signal, then
1058 any pending signals of that type are discarded (even if they are
1059 blocked).  Discarding the pending signals means that they will never be
1060 delivered, not even if you subsequently specify another action and
1061 unblock this kind of signal.
1062
1063 The @code{signal} function returns the action that was previously in
1064 effect for the specified @var{signum}.  You can save this value and
1065 restore it later by calling @code{signal} again.
1066
1067 If @code{signal} can't honor the request, it returns @code{SIG_ERR}
1068 instead.  The following @code{errno} error conditions are defined for
1069 this function:
1070
1071 @table @code
1072 @item EINVAL
1073 You specified an invalid @var{signum}; or you tried to ignore or provide
1074 a handler for @code{SIGKILL} or @code{SIGSTOP}.
1075 @end table
1076 @end deftypefun
1077
1078 @strong{Compatibility Note:} A problem encountered when working with the
1079 @code{signal} function is that it has different semantics on BSD and
1080 SVID systems.  The difference is that on SVID systems the signal handler
1081 is deinstalled after signal delivery.  On BSD systems the
1082 handler must be explicitly deinstalled.  In @theglibc{} we use the
1083 BSD version by default.  To use the SVID version you can either use the
1084 function @code{sysv_signal} (see below) or use the @code{_XOPEN_SOURCE}
1085 feature select macro (@pxref{Feature Test Macros}).  In general, use of these
1086 functions should be avoided because of compatibility problems.  It
1087 is better to use @code{sigaction} if it is available since the results
1088 are much more reliable.
1089
1090 Here is a simple example of setting up a handler to delete temporary
1091 files when certain fatal signals happen:
1092
1093 @smallexample
1094 #include <signal.h>
1095
1096 void
1097 termination_handler (int signum)
1098 @{
1099   struct temp_file *p;
1100
1101   for (p = temp_file_list; p; p = p->next)
1102     unlink (p->name);
1103 @}
1104
1105 int
1106 main (void)
1107 @{
1108   @dots{}
1109   if (signal (SIGINT, termination_handler) == SIG_IGN)
1110     signal (SIGINT, SIG_IGN);
1111   if (signal (SIGHUP, termination_handler) == SIG_IGN)
1112     signal (SIGHUP, SIG_IGN);
1113   if (signal (SIGTERM, termination_handler) == SIG_IGN)
1114     signal (SIGTERM, SIG_IGN);
1115   @dots{}
1116 @}
1117 @end smallexample
1118
1119 @noindent
1120 Note that if a given signal was previously set to be ignored, this code
1121 avoids altering that setting.  This is because non-job-control shells
1122 often ignore certain signals when starting children, and it is important
1123 for the children to respect this.
1124
1125 We do not handle @code{SIGQUIT} or the program error signals in this
1126 example because these are designed to provide information for debugging
1127 (a core dump), and the temporary files may give useful information.
1128
1129 @comment signal.h
1130 @comment GNU
1131 @deftypefun sighandler_t sysv_signal (int @var{signum}, sighandler_t @var{action})
1132 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
1133 @c sysv_signal ok
1134 @c  sigemptyset dup ok
1135 @c  sigaction dup ok
1136 The @code{sysv_signal} implements the behavior of the standard
1137 @code{signal} function as found on SVID systems.  The difference to BSD
1138 systems is that the handler is deinstalled after a delivery of a signal.
1139
1140 @strong{Compatibility Note:} As said above for @code{signal}, this
1141 function should be avoided when possible.  @code{sigaction} is the
1142 preferred method.
1143 @end deftypefun
1144
1145 @comment signal.h
1146 @comment SVID
1147 @deftypefun sighandler_t ssignal (int @var{signum}, sighandler_t @var{action})
1148 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtssigintr{}}@assafe{}@acsafe{}}
1149 @c Aliases signal and bsd_signal.
1150 The @code{ssignal} function does the same thing as @code{signal}; it is
1151 provided only for compatibility with SVID.
1152 @end deftypefun
1153
1154 @comment signal.h
1155 @comment ISO
1156 @deftypevr Macro sighandler_t SIG_ERR
1157 The value of this macro is used as the return value from @code{signal}
1158 to indicate an error.
1159 @end deftypevr
1160
1161 @ignore
1162 @comment RMS says that ``we don't do this''.
1163 Implementations might define additional macros for built-in signal
1164 actions that are suitable as a @var{action} argument to @code{signal},
1165 besides @code{SIG_IGN} and @code{SIG_DFL}.  Identifiers whose names
1166 begin with @samp{SIG_} followed by an uppercase letter are reserved for
1167 this purpose.
1168 @end ignore
1169
1170
1171 @node Advanced Signal Handling
1172 @subsection Advanced Signal Handling
1173 @cindex @code{sigaction} function
1174
1175 The @code{sigaction} function has the same basic effect as
1176 @code{signal}: to specify how a signal should be handled by the process.
1177 However, @code{sigaction} offers more control, at the expense of more
1178 complexity.  In particular, @code{sigaction} allows you to specify
1179 additional flags to control when the signal is generated and how the
1180 handler is invoked.
1181
1182 The @code{sigaction} function is declared in @file{signal.h}.
1183 @pindex signal.h
1184
1185 @comment signal.h
1186 @comment POSIX.1
1187 @deftp {Data Type} {struct sigaction}
1188 Structures of type @code{struct sigaction} are used in the
1189 @code{sigaction} function to specify all the information about how to
1190 handle a particular signal.  This structure contains at least the
1191 following members:
1192
1193 @table @code
1194 @item sighandler_t sa_handler
1195 This is used in the same way as the @var{action} argument to the
1196 @code{signal} function.  The value can be @code{SIG_DFL},
1197 @code{SIG_IGN}, or a function pointer.  @xref{Basic Signal Handling}.
1198
1199 @item sigset_t sa_mask
1200 This specifies a set of signals to be blocked while the handler runs.
1201 Blocking is explained in @ref{Blocking for Handler}.  Note that the
1202 signal that was delivered is automatically blocked by default before its
1203 handler is started; this is true regardless of the value in
1204 @code{sa_mask}.  If you want that signal not to be blocked within its
1205 handler, you must write code in the handler to unblock it.
1206
1207 @item int sa_flags
1208 This specifies various flags which can affect the behavior of
1209 the signal.  These are described in more detail in @ref{Flags for Sigaction}.
1210 @end table
1211 @end deftp
1212
1213 @comment signal.h
1214 @comment POSIX.1
1215 @deftypefun int sigaction (int @var{signum}, const struct sigaction *restrict @var{action}, struct sigaction *restrict @var{old-action})
1216 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
1217 The @var{action} argument is used to set up a new action for the signal
1218 @var{signum}, while the @var{old-action} argument is used to return
1219 information about the action previously associated with this symbol.
1220 (In other words, @var{old-action} has the same purpose as the
1221 @code{signal} function's return value---you can check to see what the
1222 old action in effect for the signal was, and restore it later if you
1223 want.)
1224
1225 Either @var{action} or @var{old-action} can be a null pointer.  If
1226 @var{old-action} is a null pointer, this simply suppresses the return
1227 of information about the old action.  If @var{action} is a null pointer,
1228 the action associated with the signal @var{signum} is unchanged; this
1229 allows you to inquire about how a signal is being handled without changing
1230 that handling.
1231
1232 The return value from @code{sigaction} is zero if it succeeds, and
1233 @code{-1} on failure.  The following @code{errno} error conditions are
1234 defined for this function:
1235
1236 @table @code
1237 @item EINVAL
1238 The @var{signum} argument is not valid, or you are trying to
1239 trap or ignore @code{SIGKILL} or @code{SIGSTOP}.
1240 @end table
1241 @end deftypefun
1242
1243 @node Signal and Sigaction
1244 @subsection Interaction of @code{signal} and @code{sigaction}
1245
1246 It's possible to use both the @code{signal} and @code{sigaction}
1247 functions within a single program, but you have to be careful because
1248 they can interact in slightly strange ways.
1249
1250 The @code{sigaction} function specifies more information than the
1251 @code{signal} function, so the return value from @code{signal} cannot
1252 express the full range of @code{sigaction} possibilities.  Therefore, if
1253 you use @code{signal} to save and later reestablish an action, it may
1254 not be able to reestablish properly a handler that was established with
1255 @code{sigaction}.
1256
1257 To avoid having problems as a result, always use @code{sigaction} to
1258 save and restore a handler if your program uses @code{sigaction} at all.
1259 Since @code{sigaction} is more general, it can properly save and
1260 reestablish any action, regardless of whether it was established
1261 originally with @code{signal} or @code{sigaction}.
1262
1263 On some systems if you establish an action with @code{signal} and then
1264 examine it with @code{sigaction}, the handler address that you get may
1265 not be the same as what you specified with @code{signal}.  It may not
1266 even be suitable for use as an action argument with @code{signal}.  But
1267 you can rely on using it as an argument to @code{sigaction}.  This
1268 problem never happens on @gnusystems{}.
1269
1270 So, you're better off using one or the other of the mechanisms
1271 consistently within a single program.
1272
1273 @strong{Portability Note:} The basic @code{signal} function is a feature
1274 of @w{ISO C}, while @code{sigaction} is part of the POSIX.1 standard.  If
1275 you are concerned about portability to non-POSIX systems, then you
1276 should use the @code{signal} function instead.
1277
1278 @node Sigaction Function Example
1279 @subsection @code{sigaction} Function Example
1280
1281 In @ref{Basic Signal Handling}, we gave an example of establishing a
1282 simple handler for termination signals using @code{signal}.  Here is an
1283 equivalent example using @code{sigaction}:
1284
1285 @smallexample
1286 #include <signal.h>
1287
1288 void
1289 termination_handler (int signum)
1290 @{
1291   struct temp_file *p;
1292
1293   for (p = temp_file_list; p; p = p->next)
1294     unlink (p->name);
1295 @}
1296
1297 int
1298 main (void)
1299 @{
1300   @dots{}
1301   struct sigaction new_action, old_action;
1302
1303   /* @r{Set up the structure to specify the new action.} */
1304   new_action.sa_handler = termination_handler;
1305   sigemptyset (&new_action.sa_mask);
1306   new_action.sa_flags = 0;
1307
1308   sigaction (SIGINT, NULL, &old_action);
1309   if (old_action.sa_handler != SIG_IGN)
1310     sigaction (SIGINT, &new_action, NULL);
1311   sigaction (SIGHUP, NULL, &old_action);
1312   if (old_action.sa_handler != SIG_IGN)
1313     sigaction (SIGHUP, &new_action, NULL);
1314   sigaction (SIGTERM, NULL, &old_action);
1315   if (old_action.sa_handler != SIG_IGN)
1316     sigaction (SIGTERM, &new_action, NULL);
1317   @dots{}
1318 @}
1319 @end smallexample
1320
1321 The program just loads the @code{new_action} structure with the desired
1322 parameters and passes it in the @code{sigaction} call.  The usage of
1323 @code{sigemptyset} is described later; see @ref{Blocking Signals}.
1324
1325 As in the example using @code{signal}, we avoid handling signals
1326 previously set to be ignored.  Here we can avoid altering the signal
1327 handler even momentarily, by using the feature of @code{sigaction} that
1328 lets us examine the current action without specifying a new one.
1329
1330 Here is another example.  It retrieves information about the current
1331 action for @code{SIGINT} without changing that action.
1332
1333 @smallexample
1334 struct sigaction query_action;
1335
1336 if (sigaction (SIGINT, NULL, &query_action) < 0)
1337   /* @r{@code{sigaction} returns -1 in case of error.} */
1338 else if (query_action.sa_handler == SIG_DFL)
1339   /* @r{@code{SIGINT} is handled in the default, fatal manner.} */
1340 else if (query_action.sa_handler == SIG_IGN)
1341   /* @r{@code{SIGINT} is ignored.} */
1342 else
1343   /* @r{A programmer-defined signal handler is in effect.} */
1344 @end smallexample
1345
1346 @node Flags for Sigaction
1347 @subsection Flags for @code{sigaction}
1348 @cindex signal flags
1349 @cindex flags for @code{sigaction}
1350 @cindex @code{sigaction} flags
1351
1352 The @code{sa_flags} member of the @code{sigaction} structure is a
1353 catch-all for special features.  Most of the time, @code{SA_RESTART} is
1354 a good value to use for this field.
1355
1356 The value of @code{sa_flags} is interpreted as a bit mask.  Thus, you
1357 should choose the flags you want to set, @sc{or} those flags together,
1358 and store the result in the @code{sa_flags} member of your
1359 @code{sigaction} structure.
1360
1361 Each signal number has its own set of flags.  Each call to
1362 @code{sigaction} affects one particular signal number, and the flags
1363 that you specify apply only to that particular signal.
1364
1365 In @theglibc{}, establishing a handler with @code{signal} sets all
1366 the flags to zero except for @code{SA_RESTART}, whose value depends on
1367 the settings you have made with @code{siginterrupt}.  @xref{Interrupted
1368 Primitives}, to see what this is about.
1369
1370 @pindex signal.h
1371 These macros are defined in the header file @file{signal.h}.
1372
1373 @comment signal.h
1374 @comment POSIX.1
1375 @deftypevr Macro int SA_NOCLDSTOP
1376 This flag is meaningful only for the @code{SIGCHLD} signal.  When the
1377 flag is set, the system delivers the signal for a terminated child
1378 process but not for one that is stopped.  By default, @code{SIGCHLD} is
1379 delivered for both terminated children and stopped children.
1380
1381 Setting this flag for a signal other than @code{SIGCHLD} has no effect.
1382 @end deftypevr
1383
1384 @comment signal.h
1385 @comment BSD
1386 @deftypevr Macro int SA_ONSTACK
1387 If this flag is set for a particular signal number, the system uses the
1388 signal stack when delivering that kind of signal.  @xref{Signal Stack}.
1389 If a signal with this flag arrives and you have not set a signal stack,
1390 the system terminates the program with @code{SIGILL}.
1391 @end deftypevr
1392
1393 @comment signal.h
1394 @comment BSD
1395 @deftypevr Macro int SA_RESTART
1396 This flag controls what happens when a signal is delivered during
1397 certain primitives (such as @code{open}, @code{read} or @code{write}),
1398 and the signal handler returns normally.  There are two alternatives:
1399 the library function can resume, or it can return failure with error
1400 code @code{EINTR}.
1401
1402 The choice is controlled by the @code{SA_RESTART} flag for the
1403 particular kind of signal that was delivered.  If the flag is set,
1404 returning from a handler resumes the library function.  If the flag is
1405 clear, returning from a handler makes the function fail.
1406 @xref{Interrupted Primitives}.
1407 @end deftypevr
1408
1409 @node Initial Signal Actions
1410 @subsection Initial Signal Actions
1411 @cindex initial signal actions
1412
1413 When a new process is created (@pxref{Creating a Process}), it inherits
1414 handling of signals from its parent process.  However, when you load a
1415 new process image using the @code{exec} function (@pxref{Executing a
1416 File}), any signals that you've defined your own handlers for revert to
1417 their @code{SIG_DFL} handling.  (If you think about it a little, this
1418 makes sense; the handler functions from the old program are specific to
1419 that program, and aren't even present in the address space of the new
1420 program image.)  Of course, the new program can establish its own
1421 handlers.
1422
1423 When a program is run by a shell, the shell normally sets the initial
1424 actions for the child process to @code{SIG_DFL} or @code{SIG_IGN}, as
1425 appropriate.  It's a good idea to check to make sure that the shell has
1426 not set up an initial action of @code{SIG_IGN} before you establish your
1427 own signal handlers.
1428
1429 Here is an example of how to establish a handler for @code{SIGHUP}, but
1430 not if @code{SIGHUP} is currently ignored:
1431
1432 @smallexample
1433 @group
1434 @dots{}
1435 struct sigaction temp;
1436
1437 sigaction (SIGHUP, NULL, &temp);
1438
1439 if (temp.sa_handler != SIG_IGN)
1440   @{
1441     temp.sa_handler = handle_sighup;
1442     sigemptyset (&temp.sa_mask);
1443     sigaction (SIGHUP, &temp, NULL);
1444   @}
1445 @end group
1446 @end smallexample
1447
1448 @node Defining Handlers
1449 @section Defining Signal Handlers
1450 @cindex signal handler function
1451
1452 This section describes how to write a signal handler function that can
1453 be established with the @code{signal} or @code{sigaction} functions.
1454
1455 A signal handler is just a function that you compile together with the
1456 rest of the program.  Instead of directly invoking the function, you use
1457 @code{signal} or @code{sigaction} to tell the operating system to call
1458 it when a signal arrives.  This is known as @dfn{establishing} the
1459 handler.  @xref{Signal Actions}.
1460
1461 There are two basic strategies you can use in signal handler functions:
1462
1463 @itemize @bullet
1464 @item
1465 You can have the handler function note that the signal arrived by
1466 tweaking some global data structures, and then return normally.
1467
1468 @item
1469 You can have the handler function terminate the program or transfer
1470 control to a point where it can recover from the situation that caused
1471 the signal.
1472 @end itemize
1473
1474 You need to take special care in writing handler functions because they
1475 can be called asynchronously.  That is, a handler might be called at any
1476 point in the program, unpredictably.  If two signals arrive during a
1477 very short interval, one handler can run within another.  This section
1478 describes what your handler should do, and what you should avoid.
1479
1480 @menu
1481 * Handler Returns::             Handlers that return normally, and what
1482                                  this means.
1483 * Termination in Handler::      How handler functions terminate a program.
1484 * Longjmp in Handler::          Nonlocal transfer of control out of a
1485                                  signal handler.
1486 * Signals in Handler::          What happens when signals arrive while
1487                                  the handler is already occupied.
1488 * Merged Signals::              When a second signal arrives before the
1489                                  first is handled.
1490 * Nonreentrancy::               Do not call any functions unless you know they
1491                                  are reentrant with respect to signals.
1492 * Atomic Data Access::          A single handler can run in the middle of
1493                                  reading or writing a single object.
1494 @end menu
1495
1496 @node Handler Returns
1497 @subsection Signal Handlers that Return
1498
1499 Handlers which return normally are usually used for signals such as
1500 @code{SIGALRM} and the I/O and interprocess communication signals.  But
1501 a handler for @code{SIGINT} might also return normally after setting a
1502 flag that tells the program to exit at a convenient time.
1503
1504 It is not safe to return normally from the handler for a program error
1505 signal, because the behavior of the program when the handler function
1506 returns is not defined after a program error.  @xref{Program Error
1507 Signals}.
1508
1509 Handlers that return normally must modify some global variable in order
1510 to have any effect.  Typically, the variable is one that is examined
1511 periodically by the program during normal operation.  Its data type
1512 should be @code{sig_atomic_t} for reasons described in @ref{Atomic
1513 Data Access}.
1514
1515 Here is a simple example of such a program.  It executes the body of
1516 the loop until it has noticed that a @code{SIGALRM} signal has arrived.
1517 This technique is useful because it allows the iteration in progress
1518 when the signal arrives to complete before the loop exits.
1519
1520 @smallexample
1521 @include sigh1.c.texi
1522 @end smallexample
1523
1524 @node Termination in Handler
1525 @subsection Handlers That Terminate the Process
1526
1527 Handler functions that terminate the program are typically used to cause
1528 orderly cleanup or recovery from program error signals and interactive
1529 interrupts.
1530
1531 The cleanest way for a handler to terminate the process is to raise the
1532 same signal that ran the handler in the first place.  Here is how to do
1533 this:
1534
1535 @smallexample
1536 volatile sig_atomic_t fatal_error_in_progress = 0;
1537
1538 void
1539 fatal_error_signal (int sig)
1540 @{
1541 @group
1542   /* @r{Since this handler is established for more than one kind of signal, }
1543      @r{it might still get invoked recursively by delivery of some other kind}
1544      @r{of signal.  Use a static variable to keep track of that.} */
1545   if (fatal_error_in_progress)
1546     raise (sig);
1547   fatal_error_in_progress = 1;
1548 @end group
1549
1550 @group
1551   /* @r{Now do the clean up actions:}
1552      @r{- reset terminal modes}
1553      @r{- kill child processes}
1554      @r{- remove lock files} */
1555   @dots{}
1556 @end group
1557
1558 @group
1559   /* @r{Now reraise the signal.  We reactivate the signal's}
1560      @r{default handling, which is to terminate the process.}
1561      @r{We could just call @code{exit} or @code{abort},}
1562      @r{but reraising the signal sets the return status}
1563      @r{from the process correctly.} */
1564   signal (sig, SIG_DFL);
1565   raise (sig);
1566 @}
1567 @end group
1568 @end smallexample
1569
1570 @node Longjmp in Handler
1571 @subsection Nonlocal Control Transfer in Handlers
1572 @cindex non-local exit, from signal handler
1573
1574 You can do a nonlocal transfer of control out of a signal handler using
1575 the @code{setjmp} and @code{longjmp} facilities (@pxref{Non-Local
1576 Exits}).
1577
1578 When the handler does a nonlocal control transfer, the part of the
1579 program that was running will not continue.  If this part of the program
1580 was in the middle of updating an important data structure, the data
1581 structure will remain inconsistent.  Since the program does not
1582 terminate, the inconsistency is likely to be noticed later on.
1583
1584 There are two ways to avoid this problem.  One is to block the signal
1585 for the parts of the program that update important data structures.
1586 Blocking the signal delays its delivery until it is unblocked, once the
1587 critical updating is finished.  @xref{Blocking Signals}.
1588
1589 The other way is to re-initialize the crucial data structures in the
1590 signal handler, or to make their values consistent.
1591
1592 Here is a rather schematic example showing the reinitialization of one
1593 global variable.
1594
1595 @smallexample
1596 @group
1597 #include <signal.h>
1598 #include <setjmp.h>
1599
1600 jmp_buf return_to_top_level;
1601
1602 volatile sig_atomic_t waiting_for_input;
1603
1604 void
1605 handle_sigint (int signum)
1606 @{
1607   /* @r{We may have been waiting for input when the signal arrived,}
1608      @r{but we are no longer waiting once we transfer control.} */
1609   waiting_for_input = 0;
1610   longjmp (return_to_top_level, 1);
1611 @}
1612 @end group
1613
1614 @group
1615 int
1616 main (void)
1617 @{
1618   @dots{}
1619   signal (SIGINT, sigint_handler);
1620   @dots{}
1621   while (1) @{
1622     prepare_for_command ();
1623     if (setjmp (return_to_top_level) == 0)
1624       read_and_execute_command ();
1625   @}
1626 @}
1627 @end group
1628
1629 @group
1630 /* @r{Imagine this is a subroutine used by various commands.} */
1631 char *
1632 read_data ()
1633 @{
1634   if (input_from_terminal) @{
1635     waiting_for_input = 1;
1636     @dots{}
1637     waiting_for_input = 0;
1638   @} else @{
1639     @dots{}
1640   @}
1641 @}
1642 @end group
1643 @end smallexample
1644
1645
1646 @node Signals in Handler
1647 @subsection Signals Arriving While a Handler Runs
1648 @cindex race conditions, relating to signals
1649
1650 What happens if another signal arrives while your signal handler
1651 function is running?
1652
1653 When the handler for a particular signal is invoked, that signal is
1654 automatically blocked until the handler returns.  That means that if two
1655 signals of the same kind arrive close together, the second one will be
1656 held until the first has been handled.  (The handler can explicitly
1657 unblock the signal using @code{sigprocmask}, if you want to allow more
1658 signals of this type to arrive; see @ref{Process Signal Mask}.)
1659
1660 However, your handler can still be interrupted by delivery of another
1661 kind of signal.  To avoid this, you can use the @code{sa_mask} member of
1662 the action structure passed to @code{sigaction} to explicitly specify
1663 which signals should be blocked while the signal handler runs.  These
1664 signals are in addition to the signal for which the handler was invoked,
1665 and any other signals that are normally blocked by the process.
1666 @xref{Blocking for Handler}.
1667
1668 When the handler returns, the set of blocked signals is restored to the
1669 value it had before the handler ran.  So using @code{sigprocmask} inside
1670 the handler only affects what signals can arrive during the execution of
1671 the handler itself, not what signals can arrive once the handler returns.
1672
1673 @strong{Portability Note:} Always use @code{sigaction} to establish a
1674 handler for a signal that you expect to receive asynchronously, if you
1675 want your program to work properly on System V Unix.  On this system,
1676 the handling of a signal whose handler was established with
1677 @code{signal} automatically sets the signal's action back to
1678 @code{SIG_DFL}, and the handler must re-establish itself each time it
1679 runs.  This practice, while inconvenient, does work when signals cannot
1680 arrive in succession.  However, if another signal can arrive right away,
1681 it may arrive before the handler can re-establish itself.  Then the
1682 second signal would receive the default handling, which could terminate
1683 the process.
1684
1685 @node Merged Signals
1686 @subsection Signals Close Together Merge into One
1687 @cindex handling multiple signals
1688 @cindex successive signals
1689 @cindex merging of signals
1690
1691 If multiple signals of the same type are delivered to your process
1692 before your signal handler has a chance to be invoked at all, the
1693 handler may only be invoked once, as if only a single signal had
1694 arrived.  In effect, the signals merge into one.  This situation can
1695 arise when the signal is blocked, or in a multiprocessing environment
1696 where the system is busy running some other processes while the signals
1697 are delivered.  This means, for example, that you cannot reliably use a
1698 signal handler to count signals.  The only distinction you can reliably
1699 make is whether at least one signal has arrived since a given time in
1700 the past.
1701
1702 Here is an example of a handler for @code{SIGCHLD} that compensates for
1703 the fact that the number of signals received may not equal the number of
1704 child processes that generate them.  It assumes that the program keeps track
1705 of all the child processes with a chain of structures as follows:
1706
1707 @smallexample
1708 struct process
1709 @{
1710   struct process *next;
1711   /* @r{The process ID of this child.}  */
1712   int pid;
1713   /* @r{The descriptor of the pipe or pseudo terminal}
1714      @r{on which output comes from this child.}  */
1715   int input_descriptor;
1716   /* @r{Nonzero if this process has stopped or terminated.}  */
1717   sig_atomic_t have_status;
1718   /* @r{The status of this child; 0 if running,}
1719      @r{otherwise a status value from @code{waitpid}.}  */
1720   int status;
1721 @};
1722
1723 struct process *process_list;
1724 @end smallexample
1725
1726 This example also uses a flag to indicate whether signals have arrived
1727 since some time in the past---whenever the program last cleared it to
1728 zero.
1729
1730 @smallexample
1731 /* @r{Nonzero means some child's status has changed}
1732    @r{so look at @code{process_list} for the details.}  */
1733 int process_status_change;
1734 @end smallexample
1735
1736 Here is the handler itself:
1737
1738 @smallexample
1739 void
1740 sigchld_handler (int signo)
1741 @{
1742   int old_errno = errno;
1743
1744   while (1) @{
1745     register int pid;
1746     int w;
1747     struct process *p;
1748
1749     /* @r{Keep asking for a status until we get a definitive result.}  */
1750     do
1751       @{
1752         errno = 0;
1753         pid = waitpid (WAIT_ANY, &w, WNOHANG | WUNTRACED);
1754       @}
1755     while (pid <= 0 && errno == EINTR);
1756
1757     if (pid <= 0) @{
1758       /* @r{A real failure means there are no more}
1759          @r{stopped or terminated child processes, so return.}  */
1760       errno = old_errno;
1761       return;
1762     @}
1763
1764     /* @r{Find the process that signaled us, and record its status.}  */
1765
1766     for (p = process_list; p; p = p->next)
1767       if (p->pid == pid) @{
1768         p->status = w;
1769         /* @r{Indicate that the @code{status} field}
1770            @r{has data to look at.  We do this only after storing it.}  */
1771         p->have_status = 1;
1772
1773         /* @r{If process has terminated, stop waiting for its output.}  */
1774         if (WIFSIGNALED (w) || WIFEXITED (w))
1775           if (p->input_descriptor)
1776             FD_CLR (p->input_descriptor, &input_wait_mask);
1777
1778         /* @r{The program should check this flag from time to time}
1779            @r{to see if there is any news in @code{process_list}.}  */
1780         ++process_status_change;
1781       @}
1782
1783     /* @r{Loop around to handle all the processes}
1784        @r{that have something to tell us.}  */
1785   @}
1786 @}
1787 @end smallexample
1788
1789 Here is the proper way to check the flag @code{process_status_change}:
1790
1791 @smallexample
1792 if (process_status_change) @{
1793   struct process *p;
1794   process_status_change = 0;
1795   for (p = process_list; p; p = p->next)
1796     if (p->have_status) @{
1797       @dots{} @r{Examine @code{p->status}} @dots{}
1798     @}
1799 @}
1800 @end smallexample
1801
1802 @noindent
1803 It is vital to clear the flag before examining the list; otherwise, if a
1804 signal were delivered just before the clearing of the flag, and after
1805 the appropriate element of the process list had been checked, the status
1806 change would go unnoticed until the next signal arrived to set the flag
1807 again.  You could, of course, avoid this problem by blocking the signal
1808 while scanning the list, but it is much more elegant to guarantee
1809 correctness by doing things in the right order.
1810
1811 The loop which checks process status avoids examining @code{p->status}
1812 until it sees that status has been validly stored.  This is to make sure
1813 that the status cannot change in the middle of accessing it.  Once
1814 @code{p->have_status} is set, it means that the child process is stopped
1815 or terminated, and in either case, it cannot stop or terminate again
1816 until the program has taken notice.  @xref{Atomic Usage}, for more
1817 information about coping with interruptions during accesses of a
1818 variable.
1819
1820 Here is another way you can test whether the handler has run since the
1821 last time you checked.  This technique uses a counter which is never
1822 changed outside the handler.  Instead of clearing the count, the program
1823 remembers the previous value and sees whether it has changed since the
1824 previous check.  The advantage of this method is that different parts of
1825 the program can check independently, each part checking whether there
1826 has been a signal since that part last checked.
1827
1828 @smallexample
1829 sig_atomic_t process_status_change;
1830
1831 sig_atomic_t last_process_status_change;
1832
1833 @dots{}
1834 @{
1835   sig_atomic_t prev = last_process_status_change;
1836   last_process_status_change = process_status_change;
1837   if (last_process_status_change != prev) @{
1838     struct process *p;
1839     for (p = process_list; p; p = p->next)
1840       if (p->have_status) @{
1841         @dots{} @r{Examine @code{p->status}} @dots{}
1842       @}
1843   @}
1844 @}
1845 @end smallexample
1846
1847 @node Nonreentrancy
1848 @subsection Signal Handling and Nonreentrant Functions
1849 @cindex restrictions on signal handler functions
1850
1851 Handler functions usually don't do very much.  The best practice is to
1852 write a handler that does nothing but set an external variable that the
1853 program checks regularly, and leave all serious work to the program.
1854 This is best because the handler can be called asynchronously, at
1855 unpredictable times---perhaps in the middle of a primitive function, or
1856 even between the beginning and the end of a C operator that requires
1857 multiple instructions.  The data structures being manipulated might
1858 therefore be in an inconsistent state when the handler function is
1859 invoked.  Even copying one @code{int} variable into another can take two
1860 instructions on most machines.
1861
1862 This means you have to be very careful about what you do in a signal
1863 handler.
1864
1865 @itemize @bullet
1866 @item
1867 @cindex @code{volatile} declarations
1868 If your handler needs to access any global variables from your program,
1869 declare those variables @code{volatile}.  This tells the compiler that
1870 the value of the variable might change asynchronously, and inhibits
1871 certain optimizations that would be invalidated by such modifications.
1872
1873 @item
1874 @cindex reentrant functions
1875 If you call a function in the handler, make sure it is @dfn{reentrant}
1876 with respect to signals, or else make sure that the signal cannot
1877 interrupt a call to a related function.
1878 @end itemize
1879
1880 A function can be non-reentrant if it uses memory that is not on the
1881 stack.
1882
1883 @itemize @bullet
1884 @item
1885 If a function uses a static variable or a global variable, or a
1886 dynamically-allocated object that it finds for itself, then it is
1887 non-reentrant and any two calls to the function can interfere.
1888
1889 For example, suppose that the signal handler uses @code{gethostbyname}.
1890 This function returns its value in a static object, reusing the same
1891 object each time.  If the signal happens to arrive during a call to
1892 @code{gethostbyname}, or even after one (while the program is still
1893 using the value), it will clobber the value that the program asked for.
1894
1895 However, if the program does not use @code{gethostbyname} or any other
1896 function that returns information in the same object, or if it always
1897 blocks signals around each use, then you are safe.
1898
1899 There are a large number of library functions that return values in a
1900 fixed object, always reusing the same object in this fashion, and all of
1901 them cause the same problem.  Function descriptions in this manual
1902 always mention this behavior.
1903
1904 @item
1905 If a function uses and modifies an object that you supply, then it is
1906 potentially non-reentrant; two calls can interfere if they use the same
1907 object.
1908
1909 This case arises when you do I/O using streams.  Suppose that the
1910 signal handler prints a message with @code{fprintf}.  Suppose that the
1911 program was in the middle of an @code{fprintf} call using the same
1912 stream when the signal was delivered.  Both the signal handler's message
1913 and the program's data could be corrupted, because both calls operate on
1914 the same data structure---the stream itself.
1915
1916 However, if you know that the stream that the handler uses cannot
1917 possibly be used by the program at a time when signals can arrive, then
1918 you are safe.  It is no problem if the program uses some other stream.
1919
1920 @item
1921 On most systems, @code{malloc} and @code{free} are not reentrant,
1922 because they use a static data structure which records what memory
1923 blocks are free.  As a result, no library functions that allocate or
1924 free memory are reentrant.  This includes functions that allocate space
1925 to store a result.
1926
1927 The best way to avoid the need to allocate memory in a handler is to
1928 allocate in advance space for signal handlers to use.
1929
1930 The best way to avoid freeing memory in a handler is to flag or record
1931 the objects to be freed, and have the program check from time to time
1932 whether anything is waiting to be freed.  But this must be done with
1933 care, because placing an object on a chain is not atomic, and if it is
1934 interrupted by another signal handler that does the same thing, you
1935 could ``lose'' one of the objects.
1936
1937 @ignore
1938 !!! not true
1939 In @theglibc{}, @code{malloc} and @code{free} are safe to use in
1940 signal handlers because they block signals.  As a result, the library
1941 functions that allocate space for a result are also safe in signal
1942 handlers.  The obstack allocation functions are safe as long as you
1943 don't use the same obstack both inside and outside of a signal handler.
1944 @end ignore
1945
1946 @ignore
1947 @comment Once we have r_alloc again add this paragraph.
1948 The relocating allocation functions (@pxref{Relocating Allocator})
1949 are certainly not safe to use in a signal handler.
1950 @end ignore
1951
1952 @item
1953 Any function that modifies @code{errno} is non-reentrant, but you can
1954 correct for this: in the handler, save the original value of
1955 @code{errno} and restore it before returning normally.  This prevents
1956 errors that occur within the signal handler from being confused with
1957 errors from system calls at the point the program is interrupted to run
1958 the handler.
1959
1960 This technique is generally applicable; if you want to call in a handler
1961 a function that modifies a particular object in memory, you can make
1962 this safe by saving and restoring that object.
1963
1964 @item
1965 Merely reading from a memory object is safe provided that you can deal
1966 with any of the values that might appear in the object at a time when
1967 the signal can be delivered.  Keep in mind that assignment to some data
1968 types requires more than one instruction, which means that the handler
1969 could run ``in the middle of'' an assignment to the variable if its type
1970 is not atomic.  @xref{Atomic Data Access}.
1971
1972 @item
1973 Merely writing into a memory object is safe as long as a sudden change
1974 in the value, at any time when the handler might run, will not disturb
1975 anything.
1976 @end itemize
1977
1978 @node Atomic Data Access
1979 @subsection Atomic Data Access and Signal Handling
1980
1981 Whether the data in your application concerns atoms, or mere text, you
1982 have to be careful about the fact that access to a single datum is not
1983 necessarily @dfn{atomic}.  This means that it can take more than one
1984 instruction to read or write a single object.  In such cases, a signal
1985 handler might be invoked in the middle of reading or writing the object.
1986
1987 There are three ways you can cope with this problem.  You can use data
1988 types that are always accessed atomically; you can carefully arrange
1989 that nothing untoward happens if an access is interrupted, or you can
1990 block all signals around any access that had better not be interrupted
1991 (@pxref{Blocking Signals}).
1992
1993 @menu
1994 * Non-atomic Example::          A program illustrating interrupted access.
1995 * Types: Atomic Types.          Data types that guarantee no interruption.
1996 * Usage: Atomic Usage.          Proving that interruption is harmless.
1997 @end menu
1998
1999 @node Non-atomic Example
2000 @subsubsection Problems with Non-Atomic Access
2001
2002 Here is an example which shows what can happen if a signal handler runs
2003 in the middle of modifying a variable.  (Interrupting the reading of a
2004 variable can also lead to paradoxical results, but here we only show
2005 writing.)
2006
2007 @smallexample
2008 #include <signal.h>
2009 #include <stdio.h>
2010
2011 volatile struct two_words @{ int a, b; @} memory;
2012
2013 void
2014 handler(int signum)
2015 @{
2016    printf ("%d,%d\n", memory.a, memory.b);
2017    alarm (1);
2018 @}
2019
2020 @group
2021 int
2022 main (void)
2023 @{
2024    static struct two_words zeros = @{ 0, 0 @}, ones = @{ 1, 1 @};
2025    signal (SIGALRM, handler);
2026    memory = zeros;
2027    alarm (1);
2028    while (1)
2029      @{
2030        memory = zeros;
2031        memory = ones;
2032      @}
2033 @}
2034 @end group
2035 @end smallexample
2036
2037 This program fills @code{memory} with zeros, ones, zeros, ones,
2038 alternating forever; meanwhile, once per second, the alarm signal handler
2039 prints the current contents.  (Calling @code{printf} in the handler is
2040 safe in this program because it is certainly not being called outside
2041 the handler when the signal happens.)
2042
2043 Clearly, this program can print a pair of zeros or a pair of ones.  But
2044 that's not all it can do!  On most machines, it takes several
2045 instructions to store a new value in @code{memory}, and the value is
2046 stored one word at a time.  If the signal is delivered in between these
2047 instructions, the handler might find that @code{memory.a} is zero and
2048 @code{memory.b} is one (or vice versa).
2049
2050 On some machines it may be possible to store a new value in
2051 @code{memory} with just one instruction that cannot be interrupted.  On
2052 these machines, the handler will always print two zeros or two ones.
2053
2054 @node Atomic Types
2055 @subsubsection Atomic Types
2056
2057 To avoid uncertainty about interrupting access to a variable, you can
2058 use a particular data type for which access is always atomic:
2059 @code{sig_atomic_t}.  Reading and writing this data type is guaranteed
2060 to happen in a single instruction, so there's no way for a handler to
2061 run ``in the middle'' of an access.
2062
2063 The type @code{sig_atomic_t} is always an integer data type, but which
2064 one it is, and how many bits it contains, may vary from machine to
2065 machine.
2066
2067 @comment signal.h
2068 @comment ISO
2069 @deftp {Data Type} sig_atomic_t
2070 This is an integer data type.  Objects of this type are always accessed
2071 atomically.
2072 @end deftp
2073
2074 In practice, you can assume that @code{int} is atomic.
2075 You can also assume that pointer
2076 types are atomic; that is very convenient.  Both of these assumptions
2077 are true on all of the machines that @theglibc{} supports and on
2078 all POSIX systems we know of.
2079 @c ??? This might fail on a 386 that uses 64-bit pointers.
2080
2081 @node Atomic Usage
2082 @subsubsection Atomic Usage Patterns
2083
2084 Certain patterns of access avoid any problem even if an access is
2085 interrupted.  For example, a flag which is set by the handler, and
2086 tested and cleared by the main program from time to time, is always safe
2087 even if access actually requires two instructions.  To show that this is
2088 so, we must consider each access that could be interrupted, and show
2089 that there is no problem if it is interrupted.
2090
2091 An interrupt in the middle of testing the flag is safe because either it's
2092 recognized to be nonzero, in which case the precise value doesn't
2093 matter, or it will be seen to be nonzero the next time it's tested.
2094
2095 An interrupt in the middle of clearing the flag is no problem because
2096 either the value ends up zero, which is what happens if a signal comes
2097 in just before the flag is cleared, or the value ends up nonzero, and
2098 subsequent events occur as if the signal had come in just after the flag
2099 was cleared.  As long as the code handles both of these cases properly,
2100 it can also handle a signal in the middle of clearing the flag.  (This
2101 is an example of the sort of reasoning you need to do to figure out
2102 whether non-atomic usage is safe.)
2103
2104 Sometimes you can insure uninterrupted access to one object by
2105 protecting its use with another object, perhaps one whose type
2106 guarantees atomicity.  @xref{Merged Signals}, for an example.
2107
2108 @node Interrupted Primitives
2109 @section Primitives Interrupted by Signals
2110
2111 A signal can arrive and be handled while an I/O primitive such as
2112 @code{open} or @code{read} is waiting for an I/O device.  If the signal
2113 handler returns, the system faces the question: what should happen next?
2114
2115 POSIX specifies one approach: make the primitive fail right away.  The
2116 error code for this kind of failure is @code{EINTR}.  This is flexible,
2117 but usually inconvenient.  Typically, POSIX applications that use signal
2118 handlers must check for @code{EINTR} after each library function that
2119 can return it, in order to try the call again.  Often programmers forget
2120 to check, which is a common source of error.
2121
2122 @Theglibc{} provides a convenient way to retry a call after a
2123 temporary failure, with the macro @code{TEMP_FAILURE_RETRY}:
2124
2125 @comment unistd.h
2126 @comment GNU
2127 @defmac TEMP_FAILURE_RETRY (@var{expression})
2128 This macro evaluates @var{expression} once, and examines its value as
2129 type @code{long int}.  If the value equals @code{-1}, that indicates a
2130 failure and @code{errno} should be set to show what kind of failure.
2131 If it fails and reports error code @code{EINTR},
2132 @code{TEMP_FAILURE_RETRY} evaluates it again, and over and over until
2133 the result is not a temporary failure.
2134
2135 The value returned by @code{TEMP_FAILURE_RETRY} is whatever value
2136 @var{expression} produced.
2137 @end defmac
2138
2139 BSD avoids @code{EINTR} entirely and provides a more convenient
2140 approach: to restart the interrupted primitive, instead of making it
2141 fail.  If you choose this approach, you need not be concerned with
2142 @code{EINTR}.
2143
2144 You can choose either approach with @theglibc{}.  If you use
2145 @code{sigaction} to establish a signal handler, you can specify how that
2146 handler should behave.  If you specify the @code{SA_RESTART} flag,
2147 return from that handler will resume a primitive; otherwise, return from
2148 that handler will cause @code{EINTR}.  @xref{Flags for Sigaction}.
2149
2150 Another way to specify the choice is with the @code{siginterrupt}
2151 function.  @xref{BSD Handler}.
2152
2153 @c !!! not true now about _BSD_SOURCE
2154 When you don't specify with @code{sigaction} or @code{siginterrupt} what
2155 a particular handler should do, it uses a default choice.  The default
2156 choice in @theglibc{} depends on the feature test macros you have
2157 defined.  If you define @code{_BSD_SOURCE} or @code{_GNU_SOURCE} before
2158 calling @code{signal}, the default is to resume primitives; otherwise,
2159 the default is to make them fail with @code{EINTR}.  (The library
2160 contains alternate versions of the @code{signal} function, and the
2161 feature test macros determine which one you really call.)  @xref{Feature
2162 Test Macros}.
2163 @cindex EINTR, and restarting interrupted primitives
2164 @cindex restarting interrupted primitives
2165 @cindex interrupting primitives
2166 @cindex primitives, interrupting
2167 @c !!! want to have @cindex system calls @i{see} primitives [no page #]
2168
2169 The description of each primitive affected by this issue
2170 lists @code{EINTR} among the error codes it can return.
2171
2172 There is one situation where resumption never happens no matter which
2173 choice you make: when a data-transfer function such as @code{read} or
2174 @code{write} is interrupted by a signal after transferring part of the
2175 data.  In this case, the function returns the number of bytes already
2176 transferred, indicating partial success.
2177
2178 This might at first appear to cause unreliable behavior on
2179 record-oriented devices (including datagram sockets; @pxref{Datagrams}),
2180 where splitting one @code{read} or @code{write} into two would read or
2181 write two records.  Actually, there is no problem, because interruption
2182 after a partial transfer cannot happen on such devices; they always
2183 transfer an entire record in one burst, with no waiting once data
2184 transfer has started.
2185
2186 @node Generating Signals
2187 @section Generating Signals
2188 @cindex sending signals
2189 @cindex raising signals
2190 @cindex signals, generating
2191
2192 Besides signals that are generated as a result of a hardware trap or
2193 interrupt, your program can explicitly send signals to itself or to
2194 another process.
2195
2196 @menu
2197 * Signaling Yourself::          A process can send a signal to itself.
2198 * Signaling Another Process::   Send a signal to another process.
2199 * Permission for kill::         Permission for using @code{kill}.
2200 * Kill Example::                Using @code{kill} for Communication.
2201 @end menu
2202
2203 @node Signaling Yourself
2204 @subsection Signaling Yourself
2205
2206 A process can send itself a signal with the @code{raise} function.  This
2207 function is declared in @file{signal.h}.
2208 @pindex signal.h
2209
2210 @comment signal.h
2211 @comment ISO
2212 @deftypefun int raise (int @var{signum})
2213 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
2214 @c raise ok
2215 @c [posix]
2216 @c  getpid dup ok
2217 @c  kill dup ok
2218 @c [linux]
2219 @c  syscall(gettid) ok
2220 @c  syscall(tgkill) ok
2221 The @code{raise} function sends the signal @var{signum} to the calling
2222 process.  It returns zero if successful and a nonzero value if it fails.
2223 About the only reason for failure would be if the value of @var{signum}
2224 is invalid.
2225 @end deftypefun
2226
2227 @comment signal.h
2228 @comment SVID
2229 @deftypefun int gsignal (int @var{signum})
2230 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
2231 @c Aliases raise.
2232 The @code{gsignal} function does the same thing as @code{raise}; it is
2233 provided only for compatibility with SVID.
2234 @end deftypefun
2235
2236 One convenient use for @code{raise} is to reproduce the default behavior
2237 of a signal that you have trapped.  For instance, suppose a user of your
2238 program types the SUSP character (usually @kbd{C-z}; @pxref{Special
2239 Characters}) to send it an interactive stop signal
2240 (@code{SIGTSTP}), and you want to clean up some internal data buffers
2241 before stopping.  You might set this up like this:
2242
2243 @comment RMS suggested getting rid of the handler for SIGCONT in this function.
2244 @comment But that would require that the handler for SIGTSTP unblock the
2245 @comment signal before doing the call to raise.  We haven't covered that
2246 @comment topic yet, and I don't want to distract from the main point of
2247 @comment the example with a digression to explain what is going on.  As
2248 @comment the example is written, the signal that is raise'd will be delivered
2249 @comment as soon as the SIGTSTP handler returns, which is fine.
2250
2251 @smallexample
2252 #include <signal.h>
2253
2254 /* @r{When a stop signal arrives, set the action back to the default
2255    and then resend the signal after doing cleanup actions.} */
2256
2257 void
2258 tstp_handler (int sig)
2259 @{
2260   signal (SIGTSTP, SIG_DFL);
2261   /* @r{Do cleanup actions here.} */
2262   @dots{}
2263   raise (SIGTSTP);
2264 @}
2265
2266 /* @r{When the process is continued again, restore the signal handler.} */
2267
2268 void
2269 cont_handler (int sig)
2270 @{
2271   signal (SIGCONT, cont_handler);
2272   signal (SIGTSTP, tstp_handler);
2273 @}
2274
2275 @group
2276 /* @r{Enable both handlers during program initialization.} */
2277
2278 int
2279 main (void)
2280 @{
2281   signal (SIGCONT, cont_handler);
2282   signal (SIGTSTP, tstp_handler);
2283   @dots{}
2284 @}
2285 @end group
2286 @end smallexample
2287
2288 @strong{Portability note:} @code{raise} was invented by the @w{ISO C}
2289 committee.  Older systems may not support it, so using @code{kill} may
2290 be more portable.  @xref{Signaling Another Process}.
2291
2292 @node Signaling Another Process
2293 @subsection Signaling Another Process
2294
2295 @cindex killing a process
2296 The @code{kill} function can be used to send a signal to another process.
2297 In spite of its name, it can be used for a lot of things other than
2298 causing a process to terminate.  Some examples of situations where you
2299 might want to send signals between processes are:
2300
2301 @itemize @bullet
2302 @item
2303 A parent process starts a child to perform a task---perhaps having the
2304 child running an infinite loop---and then terminates the child when the
2305 task is no longer needed.
2306
2307 @item
2308 A process executes as part of a group, and needs to terminate or notify
2309 the other processes in the group when an error or other event occurs.
2310
2311 @item
2312 Two processes need to synchronize while working together.
2313 @end itemize
2314
2315 This section assumes that you know a little bit about how processes
2316 work.  For more information on this subject, see @ref{Processes}.
2317
2318 The @code{kill} function is declared in @file{signal.h}.
2319 @pindex signal.h
2320
2321 @comment signal.h
2322 @comment POSIX.1
2323 @deftypefun int kill (pid_t @var{pid}, int @var{signum})
2324 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
2325 @c The hurd implementation is not a critical section, so it's not
2326 @c immediately obvious that, in case of cancellation, it won't leak
2327 @c ports or the memory allocated by proc_getpgrppids when pid <= 0.
2328 @c Since none of these make it AC-Unsafe, I'm leaving them out.
2329 The @code{kill} function sends the signal @var{signum} to the process
2330 or process group specified by @var{pid}.  Besides the signals listed in
2331 @ref{Standard Signals}, @var{signum} can also have a value of zero to
2332 check the validity of the @var{pid}.
2333
2334 The @var{pid} specifies the process or process group to receive the
2335 signal:
2336
2337 @table @code
2338 @item @var{pid} > 0
2339 The process whose identifier is @var{pid}.
2340
2341 @item @var{pid} == 0
2342 All processes in the same process group as the sender.
2343
2344 @item @var{pid} < -1
2345 The process group whose identifier is @minus{}@var{pid}.
2346
2347 @item @var{pid} == -1
2348 If the process is privileged, send the signal to all processes except
2349 for some special system processes.  Otherwise, send the signal to all
2350 processes with the same effective user ID.
2351 @end table
2352
2353 A process can send a signal to itself with a call like @w{@code{kill
2354 (getpid(), @var{signum})}}.  If @code{kill} is used by a process to send
2355 a signal to itself, and the signal is not blocked, then @code{kill}
2356 delivers at least one signal (which might be some other pending
2357 unblocked signal instead of the signal @var{signum}) to that process
2358 before it returns.
2359
2360 The return value from @code{kill} is zero if the signal can be sent
2361 successfully.  Otherwise, no signal is sent, and a value of @code{-1} is
2362 returned.  If @var{pid} specifies sending a signal to several processes,
2363 @code{kill} succeeds if it can send the signal to at least one of them.
2364 There's no way you can tell which of the processes got the signal
2365 or whether all of them did.
2366
2367 The following @code{errno} error conditions are defined for this function:
2368
2369 @table @code
2370 @item EINVAL
2371 The @var{signum} argument is an invalid or unsupported number.
2372
2373 @item EPERM
2374 You do not have the privilege to send a signal to the process or any of
2375 the processes in the process group named by @var{pid}.
2376
2377 @item ESRCH
2378 The @var{pid} argument does not refer to an existing process or group.
2379 @end table
2380 @end deftypefun
2381
2382 @comment signal.h
2383 @comment BSD
2384 @deftypefun int killpg (int @var{pgid}, int @var{signum})
2385 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
2386 @c Calls kill with -pgid.
2387 This is similar to @code{kill}, but sends signal @var{signum} to the
2388 process group @var{pgid}.  This function is provided for compatibility
2389 with BSD; using @code{kill} to do this is more portable.
2390 @end deftypefun
2391
2392 As a simple example of @code{kill}, the call @w{@code{kill (getpid (),
2393 @var{sig})}} has the same effect as @w{@code{raise (@var{sig})}}.
2394
2395 @node Permission for kill
2396 @subsection Permission for using @code{kill}
2397
2398 There are restrictions that prevent you from using @code{kill} to send
2399 signals to any random process.  These are intended to prevent antisocial
2400 behavior such as arbitrarily killing off processes belonging to another
2401 user.  In typical use, @code{kill} is used to pass signals between
2402 parent, child, and sibling processes, and in these situations you
2403 normally do have permission to send signals.  The only common exception
2404 is when you run a setuid program in a child process; if the program
2405 changes its real UID as well as its effective UID, you may not have
2406 permission to send a signal.  The @code{su} program does this.
2407
2408 Whether a process has permission to send a signal to another process
2409 is determined by the user IDs of the two processes.  This concept is
2410 discussed in detail in @ref{Process Persona}.
2411
2412 Generally, for a process to be able to send a signal to another process,
2413 either the sending process must belong to a privileged user (like
2414 @samp{root}), or the real or effective user ID of the sending process
2415 must match the real or effective user ID of the receiving process.  If
2416 the receiving process has changed its effective user ID from the
2417 set-user-ID mode bit on its process image file, then the owner of the
2418 process image file is used in place of its current effective user ID.
2419 In some implementations, a parent process might be able to send signals
2420 to a child process even if the user ID's don't match, and other
2421 implementations might enforce other restrictions.
2422
2423 The @code{SIGCONT} signal is a special case.  It can be sent if the
2424 sender is part of the same session as the receiver, regardless of
2425 user IDs.
2426
2427 @node Kill Example
2428 @subsection Using @code{kill} for Communication
2429 @cindex interprocess communication, with signals
2430 Here is a longer example showing how signals can be used for
2431 interprocess communication.  This is what the @code{SIGUSR1} and
2432 @code{SIGUSR2} signals are provided for.  Since these signals are fatal
2433 by default, the process that is supposed to receive them must trap them
2434 through @code{signal} or @code{sigaction}.
2435
2436 In this example, a parent process forks a child process and then waits
2437 for the child to complete its initialization.  The child process tells
2438 the parent when it is ready by sending it a @code{SIGUSR1} signal, using
2439 the @code{kill} function.
2440
2441 @smallexample
2442 @include sigusr.c.texi
2443 @end smallexample
2444
2445 This example uses a busy wait, which is bad, because it wastes CPU
2446 cycles that other programs could otherwise use.  It is better to ask the
2447 system to wait until the signal arrives.  See the example in
2448 @ref{Waiting for a Signal}.
2449
2450 @node Blocking Signals
2451 @section Blocking Signals
2452 @cindex blocking signals
2453
2454 Blocking a signal means telling the operating system to hold it and
2455 deliver it later.  Generally, a program does not block signals
2456 indefinitely---it might as well ignore them by setting their actions to
2457 @code{SIG_IGN}.  But it is useful to block signals briefly, to prevent
2458 them from interrupting sensitive operations.  For instance:
2459
2460 @itemize @bullet
2461 @item
2462 You can use the @code{sigprocmask} function to block signals while you
2463 modify global variables that are also modified by the handlers for these
2464 signals.
2465
2466 @item
2467 You can set @code{sa_mask} in your @code{sigaction} call to block
2468 certain signals while a particular signal handler runs.  This way, the
2469 signal handler can run without being interrupted itself by signals.
2470 @end itemize
2471
2472 @menu
2473 * Why Block::                           The purpose of blocking signals.
2474 * Signal Sets::                         How to specify which signals to
2475                                          block.
2476 * Process Signal Mask::                 Blocking delivery of signals to your
2477                                          process during normal execution.
2478 * Testing for Delivery::                Blocking to Test for Delivery of
2479                                          a Signal.
2480 * Blocking for Handler::                Blocking additional signals while a
2481                                          handler is being run.
2482 * Checking for Pending Signals::        Checking for Pending Signals
2483 * Remembering a Signal::                How you can get almost the same
2484                                          effect as blocking a signal, by
2485                                          handling it and setting a flag
2486                                          to be tested later.
2487 @end menu
2488
2489 @node Why Block
2490 @subsection Why Blocking Signals is Useful
2491
2492 Temporary blocking of signals with @code{sigprocmask} gives you a way to
2493 prevent interrupts during critical parts of your code.  If signals
2494 arrive in that part of the program, they are delivered later, after you
2495 unblock them.
2496
2497 One example where this is useful is for sharing data between a signal
2498 handler and the rest of the program.  If the type of the data is not
2499 @code{sig_atomic_t} (@pxref{Atomic Data Access}), then the signal
2500 handler could run when the rest of the program has only half finished
2501 reading or writing the data.  This would lead to confusing consequences.
2502
2503 To make the program reliable, you can prevent the signal handler from
2504 running while the rest of the program is examining or modifying that
2505 data---by blocking the appropriate signal around the parts of the
2506 program that touch the data.
2507
2508 Blocking signals is also necessary when you want to perform a certain
2509 action only if a signal has not arrived.  Suppose that the handler for
2510 the signal sets a flag of type @code{sig_atomic_t}; you would like to
2511 test the flag and perform the action if the flag is not set.  This is
2512 unreliable.  Suppose the signal is delivered immediately after you test
2513 the flag, but before the consequent action: then the program will
2514 perform the action even though the signal has arrived.
2515
2516 The only way to test reliably for whether a signal has yet arrived is to
2517 test while the signal is blocked.
2518
2519 @node Signal Sets
2520 @subsection Signal Sets
2521
2522 All of the signal blocking functions use a data structure called a
2523 @dfn{signal set} to specify what signals are affected.  Thus, every
2524 activity involves two stages: creating the signal set, and then passing
2525 it as an argument to a library function.
2526 @cindex signal set
2527
2528 These facilities are declared in the header file @file{signal.h}.
2529 @pindex signal.h
2530
2531 @comment signal.h
2532 @comment POSIX.1
2533 @deftp {Data Type} sigset_t
2534 The @code{sigset_t} data type is used to represent a signal set.
2535 Internally, it may be implemented as either an integer or structure
2536 type.
2537
2538 For portability, use only the functions described in this section to
2539 initialize, change, and retrieve information from @code{sigset_t}
2540 objects---don't try to manipulate them directly.
2541 @end deftp
2542
2543 There are two ways to initialize a signal set.  You can initially
2544 specify it to be empty with @code{sigemptyset} and then add specified
2545 signals individually.  Or you can specify it to be full with
2546 @code{sigfillset} and then delete specified signals individually.
2547
2548 You must always initialize the signal set with one of these two
2549 functions before using it in any other way.  Don't try to set all the
2550 signals explicitly because the @code{sigset_t} object might include some
2551 other information (like a version field) that needs to be initialized as
2552 well.  (In addition, it's not wise to put into your program an
2553 assumption that the system has no signals aside from the ones you know
2554 about.)
2555
2556 @comment signal.h
2557 @comment POSIX.1
2558 @deftypefun int sigemptyset (sigset_t *@var{set})
2559 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
2560 @c Just memsets all of set to zero.
2561 This function initializes the signal set @var{set} to exclude all of the
2562 defined signals.  It always returns @code{0}.
2563 @end deftypefun
2564
2565 @comment signal.h
2566 @comment POSIX.1
2567 @deftypefun int sigfillset (sigset_t *@var{set})
2568 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
2569 This function initializes the signal set @var{set} to include
2570 all of the defined signals.  Again, the return value is @code{0}.
2571 @end deftypefun
2572
2573 @comment signal.h
2574 @comment POSIX.1
2575 @deftypefun int sigaddset (sigset_t *@var{set}, int @var{signum})
2576 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
2577 This function adds the signal @var{signum} to the signal set @var{set}.
2578 All @code{sigaddset} does is modify @var{set}; it does not block or
2579 unblock any signals.
2580
2581 The return value is @code{0} on success and @code{-1} on failure.
2582 The following @code{errno} error condition is defined for this function:
2583
2584 @table @code
2585 @item EINVAL
2586 The @var{signum} argument doesn't specify a valid signal.
2587 @end table
2588 @end deftypefun
2589
2590 @comment signal.h
2591 @comment POSIX.1
2592 @deftypefun int sigdelset (sigset_t *@var{set}, int @var{signum})
2593 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
2594 This function removes the signal @var{signum} from the signal set
2595 @var{set}.  All @code{sigdelset} does is modify @var{set}; it does not
2596 block or unblock any signals.  The return value and error conditions are
2597 the same as for @code{sigaddset}.
2598 @end deftypefun
2599
2600 Finally, there is a function to test what signals are in a signal set:
2601
2602 @comment signal.h
2603 @comment POSIX.1
2604 @deftypefun int sigismember (const sigset_t *@var{set}, int @var{signum})
2605 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
2606 The @code{sigismember} function tests whether the signal @var{signum} is
2607 a member of the signal set @var{set}.  It returns @code{1} if the signal
2608 is in the set, @code{0} if not, and @code{-1} if there is an error.
2609
2610 The following @code{errno} error condition is defined for this function:
2611
2612 @table @code
2613 @item EINVAL
2614 The @var{signum} argument doesn't specify a valid signal.
2615 @end table
2616 @end deftypefun
2617
2618 @node Process Signal Mask
2619 @subsection Process Signal Mask
2620 @cindex signal mask
2621 @cindex process signal mask
2622
2623 The collection of signals that are currently blocked is called the
2624 @dfn{signal mask}.  Each process has its own signal mask.  When you
2625 create a new process (@pxref{Creating a Process}), it inherits its
2626 parent's mask.  You can block or unblock signals with total flexibility
2627 by modifying the signal mask.
2628
2629 The prototype for the @code{sigprocmask} function is in @file{signal.h}.
2630 @pindex signal.h
2631
2632 Note that you must not use @code{sigprocmask} in multi-threaded processes,
2633 because each thread has its own signal mask and there is no single process
2634 signal mask. According to POSIX, the behavior of @code{sigprocmask} in a
2635 multi-threaded process is ``unspecified''.
2636 Instead, use @code{pthread_sigmask}.
2637 @ifset linuxthreads
2638 @xref{Threads and Signal Handling}.
2639 @end ifset
2640
2641 @comment signal.h
2642 @comment POSIX.1
2643 @deftypefun int sigprocmask (int @var{how}, const sigset_t *restrict @var{set}, sigset_t *restrict @var{oldset})
2644 @safety{@prelim{}@mtunsafe{@mtasurace{:sigprocmask/bsd(SIG_UNBLOCK)}}@asunsafe{@asulock{/hurd}}@acunsafe{@aculock{/hurd}}}
2645 @c This takes the hurd_self_sigstate-returned object's lock on HURD.  On
2646 @c BSD, SIG_UNBLOCK is emulated with two sigblock calls, which
2647 @c introduces a race window.
2648 The @code{sigprocmask} function is used to examine or change the calling
2649 process's signal mask.  The @var{how} argument determines how the signal
2650 mask is changed, and must be one of the following values:
2651
2652 @table @code
2653 @comment signal.h
2654 @comment POSIX.1
2655 @vindex SIG_BLOCK
2656 @item SIG_BLOCK
2657 Block the signals in @code{set}---add them to the existing mask.  In
2658 other words, the new mask is the union of the existing mask and
2659 @var{set}.
2660
2661 @comment signal.h
2662 @comment POSIX.1
2663 @vindex SIG_UNBLOCK
2664 @item SIG_UNBLOCK
2665 Unblock the signals in @var{set}---remove them from the existing mask.
2666
2667 @comment signal.h
2668 @comment POSIX.1
2669 @vindex SIG_SETMASK
2670 @item SIG_SETMASK
2671 Use @var{set} for the mask; ignore the previous value of the mask.
2672 @end table
2673
2674 The last argument, @var{oldset}, is used to return information about the
2675 old process signal mask.  If you just want to change the mask without
2676 looking at it, pass a null pointer as the @var{oldset} argument.
2677 Similarly, if you want to know what's in the mask without changing it,
2678 pass a null pointer for @var{set} (in this case the @var{how} argument
2679 is not significant).  The @var{oldset} argument is often used to
2680 remember the previous signal mask in order to restore it later.  (Since
2681 the signal mask is inherited over @code{fork} and @code{exec} calls, you
2682 can't predict what its contents are when your program starts running.)
2683
2684 If invoking @code{sigprocmask} causes any pending signals to be
2685 unblocked, at least one of those signals is delivered to the process
2686 before @code{sigprocmask} returns.  The order in which pending signals
2687 are delivered is not specified, but you can control the order explicitly
2688 by making multiple @code{sigprocmask} calls to unblock various signals
2689 one at a time.
2690
2691 The @code{sigprocmask} function returns @code{0} if successful, and @code{-1}
2692 to indicate an error.  The following @code{errno} error conditions are
2693 defined for this function:
2694
2695 @table @code
2696 @item EINVAL
2697 The @var{how} argument is invalid.
2698 @end table
2699
2700 You can't block the @code{SIGKILL} and @code{SIGSTOP} signals, but
2701 if the signal set includes these, @code{sigprocmask} just ignores
2702 them instead of returning an error status.
2703
2704 Remember, too, that blocking program error signals such as @code{SIGFPE}
2705 leads to undesirable results for signals generated by an actual program
2706 error (as opposed to signals sent with @code{raise} or @code{kill}).
2707 This is because your program may be too broken to be able to continue
2708 executing to a point where the signal is unblocked again.
2709 @xref{Program Error Signals}.
2710 @end deftypefun
2711
2712 @node Testing for Delivery
2713 @subsection Blocking to Test for Delivery of a Signal
2714
2715 Now for a simple example.  Suppose you establish a handler for
2716 @code{SIGALRM} signals that sets a flag whenever a signal arrives, and
2717 your main program checks this flag from time to time and then resets it.
2718 You can prevent additional @code{SIGALRM} signals from arriving in the
2719 meantime by wrapping the critical part of the code with calls to
2720 @code{sigprocmask}, like this:
2721
2722 @smallexample
2723 /* @r{This variable is set by the SIGALRM signal handler.} */
2724 volatile sig_atomic_t flag = 0;
2725
2726 int
2727 main (void)
2728 @{
2729   sigset_t block_alarm;
2730
2731   @dots{}
2732
2733   /* @r{Initialize the signal mask.} */
2734   sigemptyset (&block_alarm);
2735   sigaddset (&block_alarm, SIGALRM);
2736
2737 @group
2738   while (1)
2739     @{
2740       /* @r{Check if a signal has arrived; if so, reset the flag.} */
2741       sigprocmask (SIG_BLOCK, &block_alarm, NULL);
2742       if (flag)
2743         @{
2744           @var{actions-if-not-arrived}
2745           flag = 0;
2746         @}
2747       sigprocmask (SIG_UNBLOCK, &block_alarm, NULL);
2748
2749       @dots{}
2750     @}
2751 @}
2752 @end group
2753 @end smallexample
2754
2755 @node Blocking for Handler
2756 @subsection Blocking Signals for a Handler
2757 @cindex blocking signals, in a handler
2758
2759 When a signal handler is invoked, you usually want it to be able to
2760 finish without being interrupted by another signal.  From the moment the
2761 handler starts until the moment it finishes, you must block signals that
2762 might confuse it or corrupt its data.
2763
2764 When a handler function is invoked on a signal, that signal is
2765 automatically blocked (in addition to any other signals that are already
2766 in the process's signal mask) during the time the handler is running.
2767 If you set up a handler for @code{SIGTSTP}, for instance, then the
2768 arrival of that signal forces further @code{SIGTSTP} signals to wait
2769 during the execution of the handler.
2770
2771 However, by default, other kinds of signals are not blocked; they can
2772 arrive during handler execution.
2773
2774 The reliable way to block other kinds of signals during the execution of
2775 the handler is to use the @code{sa_mask} member of the @code{sigaction}
2776 structure.
2777
2778 Here is an example:
2779
2780 @smallexample
2781 #include <signal.h>
2782 #include <stddef.h>
2783
2784 void catch_stop ();
2785
2786 void
2787 install_handler (void)
2788 @{
2789   struct sigaction setup_action;
2790   sigset_t block_mask;
2791
2792   sigemptyset (&block_mask);
2793   /* @r{Block other terminal-generated signals while handler runs.} */
2794   sigaddset (&block_mask, SIGINT);
2795   sigaddset (&block_mask, SIGQUIT);
2796   setup_action.sa_handler = catch_stop;
2797   setup_action.sa_mask = block_mask;
2798   setup_action.sa_flags = 0;
2799   sigaction (SIGTSTP, &setup_action, NULL);
2800 @}
2801 @end smallexample
2802
2803 This is more reliable than blocking the other signals explicitly in the
2804 code for the handler.  If you block signals explicitly in the handler,
2805 you can't avoid at least a short interval at the beginning of the
2806 handler where they are not yet blocked.
2807
2808 You cannot remove signals from the process's current mask using this
2809 mechanism.  However, you can make calls to @code{sigprocmask} within
2810 your handler to block or unblock signals as you wish.
2811
2812 In any case, when the handler returns, the system restores the mask that
2813 was in place before the handler was entered.  If any signals that become
2814 unblocked by this restoration are pending, the process will receive
2815 those signals immediately, before returning to the code that was
2816 interrupted.
2817
2818 @node Checking for Pending Signals
2819 @subsection Checking for Pending Signals
2820 @cindex pending signals, checking for
2821 @cindex blocked signals, checking for
2822 @cindex checking for pending signals
2823
2824 You can find out which signals are pending at any time by calling
2825 @code{sigpending}.  This function is declared in @file{signal.h}.
2826 @pindex signal.h
2827
2828 @comment signal.h
2829 @comment POSIX.1
2830 @deftypefun int sigpending (sigset_t *@var{set})
2831 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asulock{/hurd}}@acunsafe{@aculock{/hurd}}}
2832 @c Direct rt_sigpending syscall on most systems.  On hurd, calls
2833 @c hurd_self_sigstate, it copies the sigstate's pending while holding
2834 @c its lock.
2835 The @code{sigpending} function stores information about pending signals
2836 in @var{set}.  If there is a pending signal that is blocked from
2837 delivery, then that signal is a member of the returned set.  (You can
2838 test whether a particular signal is a member of this set using
2839 @code{sigismember}; see @ref{Signal Sets}.)
2840
2841 The return value is @code{0} if successful, and @code{-1} on failure.
2842 @end deftypefun
2843
2844 Testing whether a signal is pending is not often useful.  Testing when
2845 that signal is not blocked is almost certainly bad design.
2846
2847 Here is an example.
2848
2849 @smallexample
2850 #include <signal.h>
2851 #include <stddef.h>
2852
2853 sigset_t base_mask, waiting_mask;
2854
2855 sigemptyset (&base_mask);
2856 sigaddset (&base_mask, SIGINT);
2857 sigaddset (&base_mask, SIGTSTP);
2858
2859 /* @r{Block user interrupts while doing other processing.} */
2860 sigprocmask (SIG_SETMASK, &base_mask, NULL);
2861 @dots{}
2862
2863 /* @r{After a while, check to see whether any signals are pending.} */
2864 sigpending (&waiting_mask);
2865 if (sigismember (&waiting_mask, SIGINT)) @{
2866   /* @r{User has tried to kill the process.} */
2867 @}
2868 else if (sigismember (&waiting_mask, SIGTSTP)) @{
2869   /* @r{User has tried to stop the process.} */
2870 @}
2871 @end smallexample
2872
2873 Remember that if there is a particular signal pending for your process,
2874 additional signals of that same type that arrive in the meantime might
2875 be discarded.  For example, if a @code{SIGINT} signal is pending when
2876 another @code{SIGINT} signal arrives, your program will probably only
2877 see one of them when you unblock this signal.
2878
2879 @strong{Portability Note:} The @code{sigpending} function is new in
2880 POSIX.1.  Older systems have no equivalent facility.
2881
2882 @node Remembering a Signal
2883 @subsection Remembering a Signal to Act On Later
2884
2885 Instead of blocking a signal using the library facilities, you can get
2886 almost the same results by making the handler set a flag to be tested
2887 later, when you ``unblock''.  Here is an example:
2888
2889 @smallexample
2890 /* @r{If this flag is nonzero, don't handle the signal right away.} */
2891 volatile sig_atomic_t signal_pending;
2892
2893 /* @r{This is nonzero if a signal arrived and was not handled.} */
2894 volatile sig_atomic_t defer_signal;
2895
2896 void
2897 handler (int signum)
2898 @{
2899   if (defer_signal)
2900     signal_pending = signum;
2901   else
2902     @dots{} /* @r{``Really'' handle the signal.} */
2903 @}
2904
2905 @dots{}
2906
2907 void
2908 update_mumble (int frob)
2909 @{
2910   /* @r{Prevent signals from having immediate effect.} */
2911   defer_signal++;
2912   /* @r{Now update @code{mumble}, without worrying about interruption.} */
2913   mumble.a = 1;
2914   mumble.b = hack ();
2915   mumble.c = frob;
2916   /* @r{We have updated @code{mumble}.  Handle any signal that came in.} */
2917   defer_signal--;
2918   if (defer_signal == 0 && signal_pending != 0)
2919     raise (signal_pending);
2920 @}
2921 @end smallexample
2922
2923 Note how the particular signal that arrives is stored in
2924 @code{signal_pending}.  That way, we can handle several types of
2925 inconvenient signals with the same mechanism.
2926
2927 We increment and decrement @code{defer_signal} so that nested critical
2928 sections will work properly; thus, if @code{update_mumble} were called
2929 with @code{signal_pending} already nonzero, signals would be deferred
2930 not only within @code{update_mumble}, but also within the caller.  This
2931 is also why we do not check @code{signal_pending} if @code{defer_signal}
2932 is still nonzero.
2933
2934 The incrementing and decrementing of @code{defer_signal} each require more
2935 than one instruction; it is possible for a signal to happen in the
2936 middle.  But that does not cause any problem.  If the signal happens
2937 early enough to see the value from before the increment or decrement,
2938 that is equivalent to a signal which came before the beginning of the
2939 increment or decrement, which is a case that works properly.
2940
2941 It is absolutely vital to decrement @code{defer_signal} before testing
2942 @code{signal_pending}, because this avoids a subtle bug.  If we did
2943 these things in the other order, like this,
2944
2945 @smallexample
2946   if (defer_signal == 1 && signal_pending != 0)
2947     raise (signal_pending);
2948   defer_signal--;
2949 @end smallexample
2950
2951 @noindent
2952 then a signal arriving in between the @code{if} statement and the decrement
2953 would be effectively ``lost'' for an indefinite amount of time.  The
2954 handler would merely set @code{defer_signal}, but the program having
2955 already tested this variable, it would not test the variable again.
2956
2957 @cindex timing error in signal handling
2958 Bugs like these are called @dfn{timing errors}.  They are especially bad
2959 because they happen only rarely and are nearly impossible to reproduce.
2960 You can't expect to find them with a debugger as you would find a
2961 reproducible bug.  So it is worth being especially careful to avoid
2962 them.
2963
2964 (You would not be tempted to write the code in this order, given the use
2965 of @code{defer_signal} as a counter which must be tested along with
2966 @code{signal_pending}.  After all, testing for zero is cleaner than
2967 testing for one.  But if you did not use @code{defer_signal} as a
2968 counter, and gave it values of zero and one only, then either order
2969 might seem equally simple.  This is a further advantage of using a
2970 counter for @code{defer_signal}: it will reduce the chance you will
2971 write the code in the wrong order and create a subtle bug.)
2972
2973 @node Waiting for a Signal
2974 @section Waiting for a Signal
2975 @cindex waiting for a signal
2976 @cindex @code{pause} function
2977
2978 If your program is driven by external events, or uses signals for
2979 synchronization, then when it has nothing to do it should probably wait
2980 until a signal arrives.
2981
2982 @menu
2983 * Using Pause::                 The simple way, using @code{pause}.
2984 * Pause Problems::              Why the simple way is often not very good.
2985 * Sigsuspend::                  Reliably waiting for a specific signal.
2986 @end menu
2987
2988 @node Using Pause
2989 @subsection Using @code{pause}
2990
2991 The simple way to wait until a signal arrives is to call @code{pause}.
2992 Please read about its disadvantages, in the following section, before
2993 you use it.
2994
2995 @comment unistd.h
2996 @comment POSIX.1
2997 @deftypefun int pause (void)
2998 @safety{@prelim{}@mtunsafe{@mtasurace{:sigprocmask/!bsd!linux}}@asunsafe{@asulock{/hurd}}@acunsafe{@aculock{/hurd}}}
2999 @c  The signal mask read by sigprocmask may be overridden by another
3000 @c  thread or by a signal handler before we call sigsuspend.  Is this a
3001 @c  safety issue?  Probably not.
3002 @c pause @mtasurace:sigprocmask/!bsd!linux @asulock/hurd @aculock/hurd
3003 @c [ports/linux/generic]
3004 @c  syscall_pause ok
3005 @c [posix]
3006 @c  sigemptyset dup ok
3007 @c  sigprocmask(SIG_BLOCK) dup @asulock/hurd @aculock/hurd [no @mtasurace:sigprocmask/bsd(SIG_UNBLOCK)]
3008 @c  sigsuspend dup @mtasurace:sigprocmask/!bsd!linux @asulock/hurd @aculock/hurd
3009 The @code{pause} function suspends program execution until a signal
3010 arrives whose action is either to execute a handler function, or to
3011 terminate the process.
3012
3013 If the signal causes a handler function to be executed, then
3014 @code{pause} returns.  This is considered an unsuccessful return (since
3015 ``successful'' behavior would be to suspend the program forever), so the
3016 return value is @code{-1}.  Even if you specify that other primitives
3017 should resume when a system handler returns (@pxref{Interrupted
3018 Primitives}), this has no effect on @code{pause}; it always fails when a
3019 signal is handled.
3020
3021 The following @code{errno} error conditions are defined for this function:
3022
3023 @table @code
3024 @item EINTR
3025 The function was interrupted by delivery of a signal.
3026 @end table
3027
3028 If the signal causes program termination, @code{pause} doesn't return
3029 (obviously).
3030
3031 This function is a cancellation point in multithreaded programs.  This
3032 is a problem if the thread allocates some resources (like memory, file
3033 descriptors, semaphores or whatever) at the time @code{pause} is
3034 called.  If the thread gets cancelled these resources stay allocated
3035 until the program ends.  To avoid this calls to @code{pause} should be
3036 protected using cancellation handlers.
3037 @c ref pthread_cleanup_push / pthread_cleanup_pop
3038
3039 The @code{pause} function is declared in  @file{unistd.h}.
3040 @end deftypefun
3041
3042 @node Pause Problems
3043 @subsection Problems with @code{pause}
3044
3045 The simplicity of @code{pause} can conceal serious timing errors that
3046 can make a program hang mysteriously.
3047
3048 It is safe to use @code{pause} if the real work of your program is done
3049 by the signal handlers themselves, and the ``main program'' does nothing
3050 but call @code{pause}.  Each time a signal is delivered, the handler
3051 will do the next batch of work that is to be done, and then return, so
3052 that the main loop of the program can call @code{pause} again.
3053
3054 You can't safely use @code{pause} to wait until one more signal arrives,
3055 and then resume real work.  Even if you arrange for the signal handler
3056 to cooperate by setting a flag, you still can't use @code{pause}
3057 reliably.  Here is an example of this problem:
3058
3059 @smallexample
3060 /* @r{@code{usr_interrupt} is set by the signal handler.}  */
3061 if (!usr_interrupt)
3062   pause ();
3063
3064 /* @r{Do work once the signal arrives.}  */
3065 @dots{}
3066 @end smallexample
3067
3068 @noindent
3069 This has a bug: the signal could arrive after the variable
3070 @code{usr_interrupt} is checked, but before the call to @code{pause}.
3071 If no further signals arrive, the process would never wake up again.
3072
3073 You can put an upper limit on the excess waiting by using @code{sleep}
3074 in a loop, instead of using @code{pause}.  (@xref{Sleeping}, for more
3075 about @code{sleep}.)  Here is what this looks like:
3076
3077 @smallexample
3078 /* @r{@code{usr_interrupt} is set by the signal handler.}
3079 while (!usr_interrupt)
3080   sleep (1);
3081
3082 /* @r{Do work once the signal arrives.}  */
3083 @dots{}
3084 @end smallexample
3085
3086 For some purposes, that is good enough.  But with a little more
3087 complexity, you can wait reliably until a particular signal handler is
3088 run, using @code{sigsuspend}.
3089 @ifinfo
3090 @xref{Sigsuspend}.
3091 @end ifinfo
3092
3093 @node Sigsuspend
3094 @subsection Using @code{sigsuspend}
3095
3096 The clean and reliable way to wait for a signal to arrive is to block it
3097 and then use @code{sigsuspend}.  By using @code{sigsuspend} in a loop,
3098 you can wait for certain kinds of signals, while letting other kinds of
3099 signals be handled by their handlers.
3100
3101 @comment signal.h
3102 @comment POSIX.1
3103 @deftypefun int sigsuspend (const sigset_t *@var{set})
3104 @safety{@prelim{}@mtunsafe{@mtasurace{:sigprocmask/!bsd!linux}}@asunsafe{@asulock{/hurd}}@acunsafe{@aculock{/hurd}}}
3105 @c sigsuspend @mtasurace:sigprocmask/!bsd!linux @asulock/hurd @aculock/hurd
3106 @c [posix] @mtasurace:sigprocmask/!bsd!linux
3107 @c   saving and restoring the procmask is racy
3108 @c  sigprocmask(SIG_SETMASK) dup @asulock/hurd @aculock/hurd [no @mtasurace:sigprocmask/bsd(SIG_UNBLOCK)]
3109 @c  pause @asulock/hurd @aculock/hurd
3110 @c [bsd]
3111 @c  sigismember dup ok
3112 @c  sigmask dup ok
3113 @c  sigpause dup ok [no @mtasurace:sigprocmask/!bsd!linux @asulock/hurd @aculock/hurd]
3114 @c [linux]
3115 @c  do_sigsuspend ok
3116 This function replaces the process's signal mask with @var{set} and then
3117 suspends the process until a signal is delivered whose action is either
3118 to terminate the process or invoke a signal handling function.  In other
3119 words, the program is effectively suspended until one of the signals that
3120 is not a member of @var{set} arrives.
3121
3122 If the process is woken up by delivery of a signal that invokes a handler
3123 function, and the handler function returns, then @code{sigsuspend} also
3124 returns.
3125
3126 The mask remains @var{set} only as long as @code{sigsuspend} is waiting.
3127 The function @code{sigsuspend} always restores the previous signal mask
3128 when it returns.
3129
3130 The return value and error conditions are the same as for @code{pause}.
3131 @end deftypefun
3132
3133 With @code{sigsuspend}, you can replace the @code{pause} or @code{sleep}
3134 loop in the previous section with something completely reliable:
3135
3136 @smallexample
3137 sigset_t mask, oldmask;
3138
3139 @dots{}
3140
3141 /* @r{Set up the mask of signals to temporarily block.} */
3142 sigemptyset (&mask);
3143 sigaddset (&mask, SIGUSR1);
3144
3145 @dots{}
3146
3147 /* @r{Wait for a signal to arrive.} */
3148 sigprocmask (SIG_BLOCK, &mask, &oldmask);
3149 while (!usr_interrupt)
3150   sigsuspend (&oldmask);
3151 sigprocmask (SIG_UNBLOCK, &mask, NULL);
3152 @end smallexample
3153
3154 This last piece of code is a little tricky.  The key point to remember
3155 here is that when @code{sigsuspend} returns, it resets the process's
3156 signal mask to the original value, the value from before the call to
3157 @code{sigsuspend}---in this case, the @code{SIGUSR1} signal is once
3158 again blocked.  The second call to @code{sigprocmask} is
3159 necessary to explicitly unblock this signal.
3160
3161 One other point: you may be wondering why the @code{while} loop is
3162 necessary at all, since the program is apparently only waiting for one
3163 @code{SIGUSR1} signal.  The answer is that the mask passed to
3164 @code{sigsuspend} permits the process to be woken up by the delivery of
3165 other kinds of signals, as well---for example, job control signals.  If
3166 the process is woken up by a signal that doesn't set
3167 @code{usr_interrupt}, it just suspends itself again until the ``right''
3168 kind of signal eventually arrives.
3169
3170 This technique takes a few more lines of preparation, but that is needed
3171 just once for each kind of wait criterion you want to use.  The code
3172 that actually waits is just four lines.
3173
3174 @node Signal Stack
3175 @section Using a Separate Signal Stack
3176
3177 A signal stack is a special area of memory to be used as the execution
3178 stack during signal handlers.  It should be fairly large, to avoid any
3179 danger that it will overflow in turn; the macro @code{SIGSTKSZ} is
3180 defined to a canonical size for signal stacks.  You can use
3181 @code{malloc} to allocate the space for the stack.  Then call
3182 @code{sigaltstack} or @code{sigstack} to tell the system to use that
3183 space for the signal stack.
3184
3185 You don't need to write signal handlers differently in order to use a
3186 signal stack.  Switching from one stack to the other happens
3187 automatically.  (Some non-GNU debuggers on some machines may get
3188 confused if you examine a stack trace while a handler that uses the
3189 signal stack is running.)
3190
3191 There are two interfaces for telling the system to use a separate signal
3192 stack.  @code{sigstack} is the older interface, which comes from 4.2
3193 BSD.  @code{sigaltstack} is the newer interface, and comes from 4.4
3194 BSD.  The @code{sigaltstack} interface has the advantage that it does
3195 not require your program to know which direction the stack grows, which
3196 depends on the specific machine and operating system.
3197
3198 @comment signal.h
3199 @comment XPG
3200 @deftp {Data Type} stack_t
3201 This structure describes a signal stack.  It contains the following members:
3202
3203 @table @code
3204 @item void *ss_sp
3205 This points to the base of the signal stack.
3206
3207 @item size_t ss_size
3208 This is the size (in bytes) of the signal stack which @samp{ss_sp} points to.
3209 You should set this to however much space you allocated for the stack.
3210
3211 There are two macros defined in @file{signal.h} that you should use in
3212 calculating this size:
3213
3214 @vtable @code
3215 @item SIGSTKSZ
3216 This is the canonical size for a signal stack.  It is judged to be
3217 sufficient for normal uses.
3218
3219 @item MINSIGSTKSZ
3220 This is the amount of signal stack space the operating system needs just
3221 to implement signal delivery.  The size of a signal stack @strong{must}
3222 be greater than this.
3223
3224 For most cases, just using @code{SIGSTKSZ} for @code{ss_size} is
3225 sufficient.  But if you know how much stack space your program's signal
3226 handlers will need, you may want to use a different size.  In this case,
3227 you should allocate @code{MINSIGSTKSZ} additional bytes for the signal
3228 stack and increase @code{ss_size} accordingly.
3229 @end vtable
3230
3231 @item int ss_flags
3232 This field contains the bitwise @sc{or} of these flags:
3233
3234 @vtable @code
3235 @item SS_DISABLE
3236 This tells the system that it should not use the signal stack.
3237
3238 @item SS_ONSTACK
3239 This is set by the system, and indicates that the signal stack is
3240 currently in use.  If this bit is not set, then signals will be
3241 delivered on the normal user stack.
3242 @end vtable
3243 @end table
3244 @end deftp
3245
3246 @comment signal.h
3247 @comment XPG
3248 @deftypefun int sigaltstack (const stack_t *restrict @var{stack}, stack_t *restrict @var{oldstack})
3249 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asulock{/hurd}}@acunsafe{@aculock{/hurd}}}
3250 @c Syscall on Linux and BSD; the HURD implementation takes a lock on
3251 @c the hurd_self_sigstate-returned struct.
3252 The @code{sigaltstack} function specifies an alternate stack for use
3253 during signal handling.  When a signal is received by the process and
3254 its action indicates that the signal stack is used, the system arranges
3255 a switch to the currently installed signal stack while the handler for
3256 that signal is executed.
3257
3258 If @var{oldstack} is not a null pointer, information about the currently
3259 installed signal stack is returned in the location it points to.  If
3260 @var{stack} is not a null pointer, then this is installed as the new
3261 stack for use by signal handlers.
3262
3263 The return value is @code{0} on success and @code{-1} on failure.  If
3264 @code{sigaltstack} fails, it sets @code{errno} to one of these values:
3265
3266 @table @code
3267 @item EINVAL
3268 You tried to disable a stack that was in fact currently in use.
3269
3270 @item ENOMEM
3271 The size of the alternate stack was too small.
3272 It must be greater than @code{MINSIGSTKSZ}.
3273 @end table
3274 @end deftypefun
3275
3276 Here is the older @code{sigstack} interface.  You should use
3277 @code{sigaltstack} instead on systems that have it.
3278
3279 @comment signal.h
3280 @comment BSD
3281 @deftp {Data Type} {struct sigstack}
3282 This structure describes a signal stack.  It contains the following members:
3283
3284 @table @code
3285 @item void *ss_sp
3286 This is the stack pointer.  If the stack grows downwards on your
3287 machine, this should point to the top of the area you allocated.  If the
3288 stack grows upwards, it should point to the bottom.
3289
3290 @item int ss_onstack
3291 This field is true if the process is currently using this stack.
3292 @end table
3293 @end deftp
3294
3295 @comment signal.h
3296 @comment BSD
3297 @deftypefun int sigstack (struct sigstack *@var{stack}, struct sigstack *@var{oldstack})
3298 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asulock{/hurd}}@acunsafe{@aculock{/hurd}}}
3299 @c Lossy and dangerous (no size limit) wrapper for sigaltstack.
3300 The @code{sigstack} function specifies an alternate stack for use during
3301 signal handling.  When a signal is received by the process and its
3302 action indicates that the signal stack is used, the system arranges a
3303 switch to the currently installed signal stack while the handler for
3304 that signal is executed.
3305
3306 If @var{oldstack} is not a null pointer, information about the currently
3307 installed signal stack is returned in the location it points to.  If
3308 @var{stack} is not a null pointer, then this is installed as the new
3309 stack for use by signal handlers.
3310
3311 The return value is @code{0} on success and @code{-1} on failure.
3312 @end deftypefun
3313
3314 @node BSD Signal Handling
3315 @section BSD Signal Handling
3316
3317 This section describes alternative signal handling functions derived
3318 from BSD Unix.  These facilities were an advance, in their time; today,
3319 they are mostly obsolete, and supported mainly for compatibility with
3320 BSD Unix.
3321
3322 There are many similarities between the BSD and POSIX signal handling
3323 facilities, because the POSIX facilities were inspired by the BSD
3324 facilities.  Besides having different names for all the functions to
3325 avoid conflicts, the main differences between the two are:
3326
3327 @itemize @bullet
3328 @item
3329 BSD Unix represents signal masks as an @code{int} bit mask, rather than
3330 as a @code{sigset_t} object.
3331
3332 @item
3333 The BSD facilities use a different default for whether an interrupted
3334 primitive should fail or resume.  The POSIX facilities make system
3335 calls fail unless you specify that they should resume.  With the BSD
3336 facility, the default is to make system calls resume unless you say they
3337 should fail.  @xref{Interrupted Primitives}.
3338 @end itemize
3339
3340 The BSD facilities are declared in @file{signal.h}.
3341 @pindex signal.h
3342
3343 @menu
3344 * BSD Handler::                 BSD Function to Establish a Handler.
3345 * Blocking in BSD::             BSD Functions for Blocking Signals.
3346 @end menu
3347
3348 @node BSD Handler
3349 @subsection BSD Function to Establish a Handler
3350
3351 @comment signal.h
3352 @comment BSD
3353 @deftp {Data Type} {struct sigvec}
3354 This data type is the BSD equivalent of @code{struct sigaction}
3355 (@pxref{Advanced Signal Handling}); it is used to specify signal actions
3356 to the @code{sigvec} function.  It contains the following members:
3357
3358 @table @code
3359 @item sighandler_t sv_handler
3360 This is the handler function.
3361
3362 @item int sv_mask
3363 This is the mask of additional signals to be blocked while the handler
3364 function is being called.
3365
3366 @item int sv_flags
3367 This is a bit mask used to specify various flags which affect the
3368 behavior of the signal.  You can also refer to this field as
3369 @code{sv_onstack}.
3370 @end table
3371 @end deftp
3372
3373 These symbolic constants can be used to provide values for the
3374 @code{sv_flags} field of a @code{sigvec} structure.  This field is a bit
3375 mask value, so you bitwise-OR the flags of interest to you together.
3376
3377 @comment signal.h
3378 @comment BSD
3379 @deftypevr Macro int SV_ONSTACK
3380 If this bit is set in the @code{sv_flags} field of a @code{sigvec}
3381 structure, it means to use the signal stack when delivering the signal.
3382 @end deftypevr
3383
3384 @comment signal.h
3385 @comment BSD
3386 @deftypevr Macro int SV_INTERRUPT
3387 If this bit is set in the @code{sv_flags} field of a @code{sigvec}
3388 structure, it means that system calls interrupted by this kind of signal
3389 should not be restarted if the handler returns; instead, the system
3390 calls should return with a @code{EINTR} error status.  @xref{Interrupted
3391 Primitives}.
3392 @end deftypevr
3393
3394 @comment signal.h
3395 @comment Sun
3396 @deftypevr Macro int SV_RESETHAND
3397 If this bit is set in the @code{sv_flags} field of a @code{sigvec}
3398 structure, it means to reset the action for the signal back to
3399 @code{SIG_DFL} when the signal is received.
3400 @end deftypevr
3401
3402 @comment signal.h
3403 @comment BSD
3404 @deftypefun int sigvec (int @var{signum}, const struct sigvec *@var{action}, struct sigvec *@var{old-action})
3405 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
3406 @c This is mostly a safe wrapper for sigaction.  The exception are
3407 @c systems that lack SA_RESETHAND, in which a signal handler wrapper is
3408 @c used that calls sigaction to reset the handler before calling the
3409 @c user-supplied handler; it's unlikely that this emulation is used
3410 @c anywhere, for user-supplied flags and mask don't seem to be used
3411 @c the way one would expect.
3412 This function is the equivalent of @code{sigaction} (@pxref{Advanced Signal
3413 Handling}); it installs the action @var{action} for the signal @var{signum},
3414 returning information about the previous action in effect for that signal
3415 in @var{old-action}.
3416 @end deftypefun
3417
3418 @comment signal.h
3419 @comment BSD
3420 @deftypefun int siginterrupt (int @var{signum}, int @var{failflag})
3421 @safety{@prelim{}@mtunsafe{@mtasuconst{:@mtssigintr{}}}@asunsafe{}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
3422 @c This calls sigaction twice, once to get the current sigaction for the
3423 @c specified signal, another to apply the flags change.  This could
3424 @c override the effects of a concurrent sigaction call.  It also
3425 @c modifies without any guards the global _sigintr variable, that
3426 @c bsd_signal reads from, and it may leave _sigintr modified without
3427 @c overriding the active handler if cancelled between the two
3428 @c operations.
3429 This function specifies which approach to use when certain primitives
3430 are interrupted by handling signal @var{signum}.  If @var{failflag} is
3431 false, signal @var{signum} restarts primitives.  If @var{failflag} is
3432 true, handling @var{signum} causes these primitives to fail with error
3433 code @code{EINTR}.  @xref{Interrupted Primitives}.
3434 @end deftypefun
3435
3436 @node Blocking in BSD
3437 @subsection BSD Functions for Blocking Signals
3438
3439 @comment signal.h
3440 @comment BSD
3441 @deftypefn Macro int sigmask (int @var{signum})
3442 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
3443 @c This just shifts signum.
3444 This macro returns a signal mask that has the bit for signal @var{signum}
3445 set.  You can bitwise-OR the results of several calls to @code{sigmask}
3446 together to specify more than one signal.  For example,
3447
3448 @smallexample
3449 (sigmask (SIGTSTP) | sigmask (SIGSTOP)
3450  | sigmask (SIGTTIN) | sigmask (SIGTTOU))
3451 @end smallexample
3452
3453 @noindent
3454 specifies a mask that includes all the job-control stop signals.
3455 @end deftypefn
3456
3457 @comment signal.h
3458 @comment BSD
3459 @deftypefun int sigblock (int @var{mask})
3460 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asulock{/hurd}}@acunsafe{@aculock{/hurd}}}
3461 @c On most POSIX systems, this is a wrapper for sigprocmask(SIG_BLOCK).
3462 @c The exception are BSD systems other than 4.4, where it is a syscall.
3463 @c sigblock @asulock/hurd @aculock/hurd
3464 @c  sigprocmask(SIG_BLOCK) dup @asulock/hurd @aculock/hurd [no @mtasurace:sigprocmask/bsd(SIG_UNBLOCK)]
3465 This function is equivalent to @code{sigprocmask} (@pxref{Process Signal
3466 Mask}) with a @var{how} argument of @code{SIG_BLOCK}: it adds the
3467 signals specified by @var{mask} to the calling process's set of blocked
3468 signals.  The return value is the previous set of blocked signals.
3469 @end deftypefun
3470
3471 @comment signal.h
3472 @comment BSD
3473 @deftypefun int sigsetmask (int @var{mask})
3474 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asulock{/hurd}}@acunsafe{@aculock{/hurd}}}
3475 @c On most POSIX systems, this is a wrapper for sigprocmask(SIG_SETMASK).
3476 @c The exception are BSD systems other than 4.4, where it is a syscall.
3477 @c sigsetmask @asulock/hurd @aculock/hurd
3478 @c  sigprocmask(SIG_SETMASK) dup @asulock/hurd @aculock/hurd [no @mtasurace:sigprocmask/bsd(SIG_UNBLOCK)]
3479 This function equivalent to @code{sigprocmask} (@pxref{Process
3480 Signal Mask}) with a @var{how} argument of @code{SIG_SETMASK}: it sets
3481 the calling process's signal mask to @var{mask}.  The return value is
3482 the previous set of blocked signals.
3483 @end deftypefun
3484
3485 @comment signal.h
3486 @comment BSD
3487 @deftypefun int sigpause (int @var{mask})
3488 @safety{@prelim{}@mtunsafe{@mtasurace{:sigprocmask/!bsd!linux}}@asunsafe{@asulock{/hurd}}@acunsafe{@aculock{/hurd}}}
3489 @c sigpause @mtasurace:sigprocmask/!bsd!linux @asulock/hurd @aculock/hurd
3490 @c [posix]
3491 @c  __sigpause @mtasurace:sigprocmask/!bsd!linux @asulock/hurd @aculock/hurd
3492 @c   do_sigpause @mtasurace:sigprocmask/!bsd!linux @asulock/hurd @aculock/hurd
3493 @c    sigprocmask(0) dup @asulock/hurd @aculock/hurd [no @mtasurace:sigprocmask/bsd(SIG_UNBLOCK)]
3494 @c    sigdelset dup ok
3495 @c    sigset_set_old_mask dup ok
3496 @c    sigsuspend dup @mtasurace:sigprocmask/!bsd!linux @asulock/hurd @aculock/hurd
3497 This function is the equivalent of @code{sigsuspend} (@pxref{Waiting
3498 for a Signal}):  it sets the calling process's signal mask to @var{mask},
3499 and waits for a signal to arrive.  On return the previous set of blocked
3500 signals is restored.
3501 @end deftypefun