linux SIGSEGV 信号捕捉，保证发生段错误后程序不崩溃

在Linux中编程的时候 有时候 try catch 可能满足不了我们的需求。因为碰到类似数组越界 ，非法内存访问之类的 ，这样的错误无法捕获。下面我们介绍一种使用捕获信号实现的异常 用来保证诸如段错误之类的错误发生时程序不会崩溃，而是跳过代码继续执行。首先我们来看看发生段错误之后系统的处理。

发生段错误后系统会抛出 SIGSEGV 信号 ，之后 调用默认的信号处理函数 ，产生core文件 ，然后关闭程序 。

那有没有一种办法可以保证程序不会死掉呢，当然是有的 。首先我们想到的是 截获改信号，调用自己的信号处理函数 。

让我们来看看signal 这个函数 。

 #include <signal.h>

       typedef void (*sighandler_t)(int);

       sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);

        第一个参数 的意思表示你要绑定的信号 （可以使用在控制台使用 kill -l 查看都有哪些信号 ，这些就不讲了，有兴趣的可以上网查）

        第二个参数 是表示信号处理的函数 指针 ，返回值为void* 参数为int ，如上 ，另外 系统也定义了一些宏 

                           （SIG_IGN，和 SIG_DFL） 第一个表示忽略这个信号 ，第二个表示 使用默认的信号处理函数 如果我们处理的       是SIGSEGV信号 ，那么它就会产生core文件 等等操作  

        返回值是一个信号处理函数的指针 ，如果发生错误 返回 SIG_ERR 这个宏 ，事实上 也是定义的一个函数 产生错误的原因 主要是因为给定的信号不正确 

另外这个使用函数 有两点要注意 

   1. 进入到信号处理函数之后 这个信号会被 阻塞（block） 直到信号处理函数 返回 这点非常重要 ，后面会讲到。

   2. 信号函数处理完之后，会将该信号恢复为默认处理状态 ，即重新与产生core文件...函数绑定，所以在下一次用到的时候要重新调用signal这个函数绑定

       自定义的信号处理函数

那么我们就可以开始尝试使用它了

    #include <signal.h>  
    #include <setjmp.h>  
    #include <stdarg.h>  
    #include <stdlib.h>  
    #include <stdio.h>  
    //信号处理函数  
    void recvSignal(int sig)  
    {  
        printf("received signal %d !!!
",sig);  
    }  
    int main(int argc,char** argv)  
    {  
      //给信号注册一个处理函数   
      signal(SIGSEGV, recvSignal);  
      int* s = 0;  
      (*s) = 1;  
     //以上两句用来产生 一个 传说中的段错误  
      while(1)  
      {  
        sleep(1);  
        printf("sleep 1 
");  
      }  
      return 0;  
    }  

编译运行  一直打印收到信号 11 （SIGSEGV），为什么呢 ，

上面代码给SIGSEGV 这个信号注册了一个处理函数 ，替代了系统默认的产生core文件的处理函数 ，当错误发生后 ，系统 发送 SIGSEGV ，然后 中断了程序 跳到 recvSignal 处理函数中去 ，处理完成后 ，再跳回来错误发生的地方 ，然后继续产生错误 ，继续发送 SIGSEGV  信号 ... 

使用 setjmp 和longjmp 尝试跳过错误堆栈  

#include <setjmp.h>

 int setjmp(jmp_buf env);   void longjmp(jmp_buf env, int val);

系统跳转函数 ，可以直接在函数之间跳转 （比goto 强大多了） 

int setjmp(jmp_buf env);  这个函数 将上下文 ，就是cpu和内存的信息保存到env中 （不用去理解 jmp_buf，就当我们平时用的buff好了），然后调用 void longjmp(jmp_buf env, int val); 的时候 跳转到使用env中的信息 ，恢复上下文 。如果是第一回调用setjmp 它会返回 0，如果是在 从longjmp 跳转过来的 ，那就返回 longjmp的参数 val，根据setjmp的返回值 我们就可以决定执行可能发生错误的代码还是直接跳过这段代码 。知道了原理之后 我们可能就会这样写

#include <signal.h>
#include <setjmp.h>
#include <stdarg.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
jmp_buf env;
//信号处理函数
void recvSignal(int sig)
{
printf("received signal %d !!!
",sig);
        longjmp(env,1);
}
int main(int argc,char** argv)
{

    //保存一下上下文 
    int r = setjmp(env);
    if(  r  == 0)
    {
        //初次执行 ，那么可以执行 可能会发生错误的代码
        //给信号注册一个处理函数  
        signal(SIGSEGV, recvSignal);
        printf("excute this code!!");
           int* s = 0;
            (*s) = 1;
    }
    else
    {
        //是由longjmp 跳转回来的
            printf("jump this code !!"); 
    }
    while(1)
    {
        sleep(1);
        printf("sleep 1 
");
    }
    return 0;
}

编译 ，执行  产生 SIGSEGV 信号 ，然后在信号函数 里边跳转 到  int r = setjmp(env); 这一行 ，之后 直接略过了 可能发生错误的这段代码 ,跳转生效，可是这种方式还有一个bug，我们看看下面的代码

#include <signal.h>
#include <setjmp.h>
#include <stdarg.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
jmp_buf env;
//信号处理函数
void recvSignal(int sig)
{
printf("received signal %d !!!
",sig);
        longjmp(env,1);
}
int main(int argc,char** argv)
{

    for(int i = 0; i < 2; i++)
    {
            //保存一下上下文 
        int r = setjmp(env);
        if(  r  == 0)
        {
            //初次执行 ，那么可以执行 可能会发生错误的代码
            //给信号注册一个处理函数  
            signal(SIGSEGV, recvSignal);
            printf("excute this code!!");
               int* s = 0;
                (*s) = 1;
        }
        else
        {
                //是由longjmp 跳转回来的
                printf("jump this code !!"); 
        }
        sleep(5);
    }

    while(1)
    {
        sleep(1);
        printf("sleep 1 
");
    }
    return 0;
}

当for循环第二次执行的时候 ，程序依然产生了 SIGSEGV，系统仍然调用了默认的处理函数产生了core文件 ，分析下原因 上面我们说过“进入到信号处理函数之后 这个信号会被 阻塞（block） 直到信号处理函数返回”，在进入到信号处理函数之后 ，这个时候 系统阻塞了 SIGSEGV 这个信号 ，当跳回到 int r = setjmp(env); 这行代码的时候  SIGSEGV 信号依然是阻塞的 ，那以后 再给他绑定信号处理函数 自然没有作用 。

好在系统给我们提供了int sigsetjmp(sigjmp_buf env, int savesigs);和  void siglongjmp(sigjmp_buf env, int val);这两个函数 ，这两个函数 和上面的 int setjmp(jmp_buf env);   void longjmp(jmp_buf env, int val); 大同小异 ，唯一的不同 是sigsetjmp 函数 多了 一个参数 ，savesigs，查看这函数的说明可以知道 ，当 savesigs 不为 0时，会保存当前的信号屏蔽表 (signal mask)，然后在使用siglongjmp 跳转的时候 会恢复 线程的 屏蔽表。

于是我们把上面的代码修改 后如下：

#include <signal.h>
#include <setjmp.h>
#include <stdarg.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
// jmp_buf env;
//信号处理函数
void recvSignal(int sig)
{
printf("received signal %d !!!
",sig);
        siglongjmp(env,1);
}
int main(int argc,char** argv)
{

    for(int i = 0; i < 2; i++)
    {
            //保存一下上下文 
        int r = sigsetjmp(env,1);
        if(  r  == 0)
        {
            //初次执行 ，那么可以执行 可能会发生错误的代码
            //给信号注册一个处理函数  
            signal(SIGSEGV, recvSignal);
            printf("excute this code!!");
               int* s = 0;
                (*s) = 1;
        }
        else
        {
                //是由longjmp 跳转回来的
                printf("jump this code !!"); 
        }
        sleep(5);
    }

    while(1)
    {
        sleep(1);
        printf("sleep 1 
");
    }
    return 0;
}

编译后 运行 。按照我们的需求 第二次进入for循环时， 发生段错误后程序不会死掉 ，而是会跳过这段代码了继续往下走 。下面我做了一个简单的封装 ，在错误发生时，我打印出了 错误信息 ，然后跳过错误的代码

/*
** file name CException.h
*/
#ifndef _CEXCEPTION_H_
#define _CEXCEPTION_H_
#include <setjmp.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdarg.h>
#include <execinfo.h>
#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <iostream>
#include <string.h>
typedef struct Except_frame
{
    jmp_buf env;
    int flag;
    void clear()
    {
       flag = 0;
       bzero(env,sizeof(env));
    }
    bool isDef()
    {
       return flag;
    }
    Except_frame()
    {
      clear();
    }
}Except_frame;
extern Except_frame* except_stack;
extern void errorDump();
extern void recvSignal(int sig);
Except_frame* except_stack = new Except_frame;
void errorDump()
{
    const int maxLevel = 200;
    void* buffer[maxLevel];
    int level = backtrace(buffer, maxLevel);
    const int SIZE_T = 1024;
    char cmd[SIZE_T] = "addr2line -C -f -e ";
    char* prog = cmd + strlen(cmd);
    readlink("/proc/self/exe", prog, sizeof(cmd) - (prog-cmd)-1);
    FILE* fp = popen(cmd, "w");
    if (!fp)
    {
        perror("popen");
        return;
    }
    for (int i = 0; i < level; ++i)
    {
        fprintf(fp, "%p
", buffer[i]);
    }
    fclose(fp);
}

void recvSignal(int sig)
{
    printf("received signal %d !!!
",sig);
    errorDump();
    siglongjmp(except_stack->env,1);
}
#define TRY 
    except_stack->flag = sigsetjmp(except_stack->env,1);
    if(!except_stack->isDef()) 
    { 
      signal(SIGSEGV,recvSignal); 
      printf("start use TRY
");
#define END_TRY 
    }
    else
    {
      except_stack->clear();
    }
    printf("stop use TRY
");
#define RETURN_NULL 
    } 
    else 
    { 
      except_stack->clear();
    }
    return NULL;
#define RETURN_PARAM  { 
      except_stack->clear();
    }
    return x;
#define EXIT_ZERO 
    }
    else 
    { 
      except_stack->clear();
    }
    exit(0);
#endif

另外建一个文件 ，

    #include "CException.h"  
    int main(int argc,char** argv)  
    {  
        //可以如下使用   
        TRY  
            int*s = 0;  
            (int*s) = 1;  
        END_TRY  
        //使用这两个宏包含可能发生的错误代码 ，当然可以根据需求 使用   
        //RETURN_NULL   
        //RETURN_PARAM(0)  
        //EXIT_ZERO  这三个宏  
        return 0;  
    }  

这个时候我们就能使用TRY 和 END_TRY,RETURM_NULL,RETURN_PARAM(param) 来实现程序发生段错误后跳过错误代码继续运行了 ，不过此代码仅限于单线程使用。

from：http://blog.csdn.net/work_msh/article/details/8470277