使用setjmp longjmp时的Segfaulting

Question

我有一个学校项目，它是关于使用setjmp和longjmp来做不精确的计算。该程序启动一个定时器，该定时器将向信号处理器发出信号。

在计时器到期之前，会进行一些迭代计算(出于演示目的，只是一个没有任何用处的循环)。在这个循环的开始有一个setjmp调用，在信号处理程序中有一个longjmp调用。这基本上会迫使循环停止mid计算，并在调用longjmp的地方运行信号处理程序。

我遇到的问题是，每当计算部分非常短时，我似乎都相当一致地出现了分段故障，但是当计算部分很长时(内部循环有许多迭代)，它运行得很好(还没有遇到分段故障)。显然，段错误肯定发生在计算部分周围的区域，但我不知道它是从哪里来的，因为调试会改变事情，就像使用print语句一样。

下面是我的代码：

#include <iostream>
#include <signal.h>
#include <sys/time.h>
#include <setjmp.h>
#include <errno.h>
#include <stdlib.h>

jmp_buf env;


static void usr_timer_tick(int signal)
{
    if(signal == SIGALRM)
    {
        longjmp(env, 1);
    }
}


/*Program Description
 * This program first sets up the timer to signal usr_timer_tick
 * every 1 second on the SIGALRM signal. It then proceeds to do an iterated calculation three times.
 * An infinite loop calls setjmp and when 0 is returned, continues doing
 * a calculation on temp. After an iteration is complete, the result of
 * the iteration is saved into finalResult after blocking SIGALRM to
 * make the saving of the result atomic.
 *
 * Once the signal handler(usr_timer_tick) is triggered, it calls longjmp which forces
 * setjmp to return a non-zero value, which causes the main function to break out
 * of the infinite loop and start a new calculation...this is done a total of 3
 * times for demonstration purposes.
 */
int main(int argc, char **argv)
{

    //init timer using setitimer..real mode
    int which = ITIMER_REAL;
    struct itimerval value;
    struct sigaction sact;
    sigset_t newmask, oldmask;
    sigemptyset( &newmask );
    sigemptyset( &oldmask );
    sigaddset(&newmask, SIGALRM);

    sact.sa_flags = 0;
    sact.sa_handler = usr_timer_tick;
    sigaction( SIGALRM, &sact, NULL );
//    value.it_interval.tv_sec = 0;        /* One second */
//    value.it_interval.tv_usec = 0;
//    value.it_value.tv_sec = 1;           /* One second */
//    value.it_value.tv_usec = 0;
//
//    setitimer(which, &value, NULL);



    double finalResult = 0;
    int loopcount = 0;
    double tempResult = 0;
    for(int j = 0; j < 10; j++)
    {
        loopcount = 0;


            std::cout << "Run " << j << " begin loop "
            << loopcount << "\n";


            if(setjmp(env) == 0)
            {   //timer not hit yet

                //sigprocmask(SIG_BLOCK, &newmask, NULL);
                value.it_interval.tv_sec = 0;        /* One second */
                value.it_interval.tv_usec = 0;
                value.it_value.tv_sec = 1;           /* One second */
                value.it_value.tv_usec = 0;

                setitimer(which, &value, NULL);

                //sigprocmask(SIG_SETMASK, &oldmask, NULL);
                for(;;)
                {
                    //Do some random calculations
                    for(int i = 0; i < 1; i++)
                    {
                        tempResult = tempResult + .001;
                    }

                    //block signal from arriving and save to finalResult
                    if(sigprocmask(SIG_BLOCK, &newmask, NULL) < 0) exit(-1);
                    finalResult = tempResult;
                    std::cout << "Run " << j << " complete loop "
                        << loopcount << " result = " << finalResult<< "\n";
                    loopcount++;
                    if(sigprocmask(SIG_SETMASK, &oldmask, NULL)< 0) exit(errno);
                }
            }
            else
            {
                //timer signal arrived, print the final result and get out of loop
                std::cout << "***Run " << j << " killed on loop "
                        << loopcount << " result = "<< finalResult << "\n";
                sigprocmask(SIG_SETMASK, &oldmask, NULL);
                //break;
            }



    }
    return 0;
}

我知道你们中的一些人可能不同意在信号处理程序中使用longjmp，但这是我的教授说的方法。另外，需要注意的是，在调用longjmp之后，我确实取消了对SIGALRM的阻塞(参见main的else语句)。

看看dmesg，我得到了：

 [121395.233842] cppapplication_[17397]: 
segfault at 2 ip b74656f6 sp bfbb5abc 
error 6 in libc-2.12.1.so[b743b000+157000

]

Answer 1

你不能使用“longjmp”来退出像计时器这样的异步事件。它只设计用来保存和恢复寄存器和堆栈指针，这些寄存器和堆栈指针是由正常调用约定保存的。

附注:请考虑在本地变量上使用volatile关键字，如7.13.2.1中所述：

在调用longjmp函数时，所有可访问的对象都有值，抽象机的所有其他组件都有状态，除了自动存储持续时间的对象的值是不确定的，这些对象是包含相应setjmp宏的调用的函数的本地对象，这些对象不具有setjmp类型，并且在setjmp调用和longjmp调用之间发生了更改。

Answer 2

您的信号处理程序将调用longjmp，因此跳转目标最好是有效的。这意味着，首先调用setjmp，然后调用sigaction和setitimer。