捕获信号并向用户报告问题的便携式方式

Question

如果由于某种奇迹，我们的程序中出现了段错误，我想捕获 SIGSEGV 并让用户（可能是 GUI 客户端）通过单个返回代码知道发生了严重问题。 同时我想在命令行上显示信息以显示捕获了哪个信号。

今天我们的信号处理程序如下所示：

void catchSignal (int reason) {
  std :: cerr << "Caught a signal: " << reason << std::endl;
  exit (1);
}

我可以听到上面的恐怖尖叫声，正如我从中读到的 thread 认为从信号处理程序调用不可重入函数是邪恶的。

是否有一种便携式方式来处理信号并向用户提供信息？

编辑：或者至少可以在 POSIX 框架内移植？

Answer 1

FWIW，2 在 Windows 上也是标准错误，但是您将需要一些条件编译，因为它们的 write() 称为 _write()。 您还需要

#ifdef SIGUSR1 /* or whatever */

等所有对不保证由 C 标准定义的信号的引用。

另外，如上所述，您不希望像这样处理 SIGUSR1、SIGHUP、SIGINT、SIGQUIT 和 SIGTERM。

Answer 2

理查德，仍然没有足够的业力来发表评论，所以我担心一个新的答案。 这些是异步信号； 您不知道它们何时交付，因此您可能会处于需要完成以保持一致的库代码中。 因此，这些信号的信号处理程序需要返回。 如果调用 exit()，库将在 main() 之后执行一些工作，包括调用使用 atexit() 注册的函数和清理标准流。 例如，如果您的信号到达标准库 I/O 函数，则此处理可能会失败。 因此在 C90 中不允许调用 exit()。 我现在看到 C99 通过在 stdlib.h 中提供新函数 _Exit() 放宽了要求。 _Exit() 可以安全地从异步信号的处理程序中调用。 _Exit() 不会调用 atexit() 函数，并且可能会根据实现的判断省略清理标准流。

致 bk1e（评论者发布了一些帖子）
SIGSEGV 是同步的，这就是为什么您不能使用未设计为可重入的函数的原因。 如果崩溃的函数持有锁，并且信号处理程序调用的函数尝试获取相同的锁怎么办？

这是一种可能性，但问题不是“SIGSEGV 是同步的” 。 从处理程序中调用不可重入函数对于异步信号来说要糟糕得多，原因有两个

• ：
  （一般）希望回来并且
  恢复正常的程序执行。 A
  同步信号的处理程序是
  （一般）将终止
  无论如何，所以你并没有失去太多如果
  你崩溃了。
• 从反常的意义上讲，您可以绝对控制何时传送同步信号 - 它会在您执行有缺陷的代码时发生，而不是在其他时间。 您根本无法控制何时传送异步信号。 除非 OP 自己的 I/O 代码本身就是缺陷的原因 - 例如输出错误的 char* - 他的错误消息有合理的成功机会。

Answer 3

编写一个启动程序来运行您的程序并向用户报告异常退出代码。

Answer 4

此表列出了 POSIX 保证异步信号安全的所有函数，因此可以从信号处理程序调用。

通过使用此表中的“写入”命令，以下相对“丑陋”的解决方案有望解决问题：

#include <csignal>

#ifdef _WINDOWS_
#define _exit _Exit
#else
#include <unistd.h>
#endif

#define PRINT_SIGNAL(X) case X: \
          write (STDERR_FILENO, #X ")\n" , sizeof(#X ")\n")-1); \
          break;

void catchSignal (int reason) {
  char s[] = "Caught signal: (";
  write (STDERR_FILENO, s, sizeof(s) - 1);
  switch (reason)
  {
    // These are the handlers that we catch
    PRINT_SIGNAL(SIGUSR1);
    PRINT_SIGNAL(SIGHUP);
    PRINT_SIGNAL(SIGINT);
    PRINT_SIGNAL(SIGQUIT);
    PRINT_SIGNAL(SIGABRT);
    PRINT_SIGNAL(SIGILL);
    PRINT_SIGNAL(SIGFPE);
    PRINT_SIGNAL(SIGBUS);
    PRINT_SIGNAL(SIGSEGV);
    PRINT_SIGNAL(SIGTERM);
  }

  _Exit (1);  // 'exit' is not async-signal-safe
}

编辑：在 Windows 上构建。

尝试构建这个窗口后，似乎未定义“STDERR_FILENO”。 但从文档来看，它的值似乎是“2”。

#include <io.h>
#define STDIO_FILENO 2

编辑：'exit'也不应该从信号处理程序中调用！

正如嘶嘶声，上面调用_Exit对于HUP、TERM等信号来说是大锤式的做法。 理想情况下，当捕获到这些信号时，可以使用“易失性 sig_atomic_t”类型的标志来通知主程序它应该退出。

我发现以下内容在我的搜索中很有用。

1. Unix 信号编程简介
2. 扩展传统信号