捕获 C 中的段错误

Question

我有一个程序，有时会因指针运算而出现段错误。 我知道会发生这种情况，但我无法轻松地提前检查它是否出现段错误 - 我可以“预扫描”输入数据以查看它是否会导致段错误（这可能无法确定），或者我可以重新调整它以不使用指针算术，这将需要大量的工作，或者我可以尝试捕获段错误。 所以我的问题是：

1）在C语言中，我如何捕获段错误？ 我知道操作系统中的某些会导致段错误，但是如果 C 程序出现段错误，那么它能做什么，比仅仅段错误更优雅地结束呢？

2）这有多便携？

我认为这是一种非常不可移植的行为，因此如果您发布任何代码来捕获段错误，请告诉我它的作用。 我使用的是 Mac OS X，但我希望我的程序能够在尽可能多的平台上运行，并且我想看看我的选择是什么。

别担心 - 基本上我想做的就是打印一条更用户友好的错误消息并释放一些 malloc()ed 内存，然后死掉。 我不打算忽略我遇到的所有段错误并继续前进。

Answer 1

您可以使用函数 signal 为信号安装新的信号处理程序：

   #include <signal.h>
   void (*signal(int signum, void (*sighandler)(int)))(int);

类似于以下代码：

signal(SIGINT , clean_exit_on_sig);
signal(SIGABRT , clean_exit_on_sig);
signal(SIGILL , clean_exit_on_sig);
signal(SIGFPE , clean_exit_on_sig);
signal(SIGSEGV, clean_exit_on_sig); // <-- this one is for segmentation fault
signal(SIGTERM , clean_exit_on_sig);

void 
clean_exit_on_sig(int sig_num)
{
        printf ("\n Signal %d received",sig_num);
}

Answer 2

您必须定义一个信号处理程序。 这是在 Unix 系统上使用函数 sigaction 完成的。 我在 Fedora 64 位和 32 位以及 Sun Solaris 上使用相同的代码完成了此操作。

Answer 3

信号处理程序中的安全操作非常有限。 调用任何未知可重入的库函数都是不安全的，这将排除例如 free() 和 printf()。 最佳实践是设置一个变量并返回，但这对您没有多大帮助。 使用诸如write()之类的系统调用也是安全的。

请注意，在此处给出的两个回溯示例中，backtrace_symbols_fd() 函数将是安全的，因为它直接使用原始 fd，但对 fprintf() 的调用是不正确的，并应使用 write() 来代替。

Answer 4

信号处理（相对）可以跨 UNIX 机器（包括 Mac 和 Linux）移植。 最大的区别在于异常详细信息，它作为参数传递给信号处理例程。 抱歉，但是如果您想打印更合理的错误消息（例如故障发生的位置和原因），您可能需要一堆 #ifdef ......

好吧，这里有一个代码片段供您使用首先：

#include <signal.h>

/* reached when a segv occurrs */
void
SEGVFunction( SIGARGS )
{
     ...
}

...
main(...) {
    signal(SIGSEGV, SEGVFunction); /* tell the OS, where to go in case... */
    ...
    ... do your work ...
}

您的任务是：

• 检查 SIGARGS 是什么（取决于操作系统，因此使用 ifdef）
• 了解如何从 sigArgs 中的异常信息中提取故障地址和 pc
• 理论上打印合理的消息
• 退出

，您甚至可以修补 pc信号处理程序（到故障指令之后），然后继续。 然而，典型的信号处理程序要么 exit() 要么将 longjmp() 返回到 main 中的保存位置。

问候