具有嵌套功能的 OSX“非法指令 4”答案

【问题标题】：OSX "Illegal instruction 4" with nested function具有嵌套功能的 OSX“非法指令 4”
【发布时间】：2013-08-27 21:43:03
【问题描述】：

这里的目标是捕获 SIGINT 以关闭小型套接字服务器上的服务器套接字。我尝试使用嵌套函数来保持代码清洁。但是……

当我执行 Ctrl-C（SIGINT，对吗？）时，我得到 Illegal instruction: 4。阅读this post 后，我尝试将-mmacosx-version-min=10.8 添加到编译标志中，因为我使用的是10.8。 Ctrl-C 时同样的错误。

这里有两个问题：为什么我会得到`Illegal instruction 4"？如何在不使用全局变量的情况下关闭服务器套接字？

我的软件：

Mac OSX 10.8.4
GCC 4.2.1

这是我的编译方式：

gcc -fnested-functions main.c

代码如下：

#include <sys/socket.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

void register_sigint_handler(int *serverSocket)
{
    void sigint_handler(int signal) {
        printf("Shutting down...\n");
        printf("Server socket was %d\n", *serverSocket);
        close(*serverSocket);
        exit(0);
    }
    signal(SIGINT, &sigint_handler);
}

int main(void) {
    int serverSocket = 0, guestSocket = 0;

    register_sigint_handler(&serverSocket);

    serverSocket = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);

    while (1) {}

    close(serverSocket);
    return 0;
}

【问题讨论】：

您是否尝试过使用调试器 (gdb/lldb)？
这不会导致您的问题，但从信号处理程序调用 printf 是不安全的。信号处理程序在其中可以做的事情非常有限——最安全的做法是设置一个标志（volatile sigatomic_t 类型），然后在主循环期间定期检查该标志，并注意EINTR来自accept(2)和select(2)等系统调用的错误代码。
@AdamRosenfield：由于代码使用的是套接字，它可能可以使用POSIX 提供的不太严格的规则，这些规则可以安全地从信号处理程序中调用。安全列表仍然不包括printf()，但它确实允许使用许多其他功能，包括write()。但是，您评论的主旨仍然准确：(1) 不要致电 printf() 等人，以及 (2) 在信号处理程序中的操作要谨慎。

标签： c macos gcc

【解决方案1】：

虽然我不能具体告诉你发生了什么，但gcc docs 有一个概括：

如果你试图通过它后面的地址调用嵌套函数包含函数退出，所有的地狱都松散了。

将函数指针传递给 signal() 就可以做到这一点，在包含函数退出后调用本地函数。所以你不应该将嵌套函数指针传递给 signal()

您可能应该只为处理程序使用一个普通函数，该函数设置一个标志。

static volatile int do_exit;
void sigint_handler(int sig)
{
   do_exit = 1;
}

在服务器中，通常有某种主循环，例如select或poll，你的主循环，空的while循环现在可以变成

while (!do_exit) { 
  pause(); 
}

（注意socket在进程退出时会被操作系统自动关闭；）

【讨论】：

感谢您的详尽回答。只是为了让其他人想知道为什么这里需要 volatile，这个 Q/A 帮助我理解：stackoverflow.com/questions/246127/why-is-volatile-needed-in-c

【解决方案2】：

“Don't do that, then.”

GCC 的nested-functions-in-C 扩展确实不提供真正的闭包。当你取sigint_handler的地址时，一个“蹦床”（一小段自修改代码）被写入堆栈； register_sigint_handler 一退出，蹦床就被销毁；随后尝试调用蹦床（通过内核，以调度信号）会导致未定义的行为。

根据定义，信号处理程序是进程全局的。因此，原则上是不正确的，试图避免在信号处理程序中使用全局变量。想象一下，为了使这段代码能够处理两个服务器套接字，你会做些什么：你只能注册一个SIGINT 处理程序，因此它必须以某种方式关闭两个套接字。

当您的进程终止时，所有打开的文件描述符都会自动关闭。因此，没有必要先手动关闭它们。此外，在 ^C 上成功退出是违反惯例的。如果这个程序是由一个监督进程驱动的，这个进程会想知道（通过 @987654326 @ 的状态码）它因为 SIGINT 而退出。把这两件事放在一起，你根本不应该有这个信号处理程序。

（如果您需要在退出时对活动的套接字做一些事情，那就不再正确了。例如，如果您想在退出时为每个活动的客户端连接写一些东西，那么您需要一个信号处理程序。但此时您希望信号处理程序向主事件循环发出警报，并在那里完成工作。）

（考虑将libevent 用于此类事情，而不是自己做所有低级的事情。）

【讨论】：