利用linux訊號機制調試段錯誤(Segment fault)

        在實際開發過程中，大家可能會遇到段錯誤的問題，雖然是個老問題，但是其帶來的隱患是極大的，只要出現一次，程式立即崩潰中止。如果程式運行在PC中，segment fault的調試相對比較方便，因為可以通過串口、顯示器可以查看訊息，只要程式運行，通過GDB調試工具即可捕捉產生segment fault的具體原因。但是不知大家有沒有想法，當程式運行在嵌入式裝置上時，你所面臨資源的缺乏，你沒有串口列印資訊，沒有顯示器可查看，你不知道程式啟動並執行狀態，如果程式的產生segment falut這種bug發生的周期1年之內只發生過三四次，時間又不確定，你又如何調試知道程式發生錯誤的具體位置呢？等等問題實在令人糾結。

        解決此問題的方式方法有如下幾種：

       1 在產品發布之前，盡量將所有segment fault產生原因找出，全部消除（最理想情況下）

       2 在程式中的關鍵位置增加列印資訊，設定列印層級，通過打信的資訊縮小查bug的範圍，如果是嵌入式裝置，需要將這些資訊寫入檔案，儲存在flash中。

       3 利用看門狗喂狗，如果程式中止或長期陷入死迴圈，將重新載入程式

       4 利用linux訊號機制來解決段錯誤問題(有點類似於軟看門狗)

 

 

       下面我著重講解第4要點的解決方式：

        首先，我先敘述下我的總體思路，假設我的程式在某處調用一函數dummy_func(),這個函數有個segment fault段錯誤，如果你程式沒對其進行處理，不用懷疑，你的程式馬上掛掉，如果是嵌入式裝置裡的程式，你可能不知道產生segment fault的具體原因和具體位置，只能看log日誌慢慢分析。我們知道，在linux的訊號機制中，當產生segment fault錯誤時，程式會產生SIGSEGV訊號，於是我們試想，如果我們在程式中能夠及時捕捉到此訊號，然後在此訊號處理函數中重新載入此應用程式，就可以實作類別似看門狗的功能，暫且將這種方法稱之為軟體看門狗吧。但是此方法只是權宜之計，它可以讓你的產品在客戶面前保持良好印象(因為如果程式掛掉後又重新載入了，而客戶不知道)，而不至於長期很頻繁的去現場解決此問題，這種方式適用於產生段錯誤的周期具有不確定性，其實我們都知道遇到segment fault我們還得解決此問題產生的具體原因，這才是正確的解決方式。

        下面我列出完整的程式源碼，雖然簡單，但是非常有用：

 

/******************************程式開始


**********************************/

 

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

char main_status = 0;

/***********************
 * 此函數產生一個段錯誤
 * *********************/
void dummy_func(void)
{
    printf("hello world/n");
    char *p = NULL;     //0地址
    *p = 0x1a;             //對0地址寫入資料，出現段錯誤
    return;
}

/************************
 * 此函數用於重新載入程式
 ************************/
void deal(void)
{
   char buffer[255];
   memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
   sprintf(buffer, "cd ~/test");
   system(buffer);

   /*
    *此延時很重要，如果不加延時，ctrl+c的訊號無法及時處理（即ctrl+c失效），程式將迴圈載入   
    * 如果不加延時，程式又重新執行後面./test1語句將重新載入應用程式了
     */
     sleep(5); 

   memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
   sprintf(buffer, "./test1");
   system(buffer);
   printf ("xxxxxxxxxxxxxxx/n");
   
   if( 1 == main_status )
        exit(0);
}

/**************************
 * 捕捉到ctrl+c訊號的處理函數
 **************************/
void ctrl_c_func(int signo)
{
    printf("stop the demo/n");
    main_status = 1;  //置標誌位
    exit(0);
}

int ctrl_c_func_init(void)
{
    int ret = 0;
    struct sigaction act;

    act.sa_handler = ctrl_c_func;
    sigemptyset(&act.sa_mask);
    act.sa_flags = 0;

    ret = sigaction(SIGINT, &act, NULL);
}

/****************************
 * main主程式
 ****************************/
int main(int argc, char **argv)
{
    signal(SIGSEGV, &deal);   //捕捉SIGSEGV訊號
    signal(SIGINT, &ctrl_c_func);  //捕捉SIGINT訊號
//    ctrl_c_func_init();  //如果不用上面捕捉，調用這個函數也行

    while(1)
    {
        if( 1 == main_status )  //如果接收到標誌位，則退出
        {
             exit(0);
        }
        dummy_func();  //調用產生segment fault函數
    }
    return 0;
}
/******************************程式結束


**********************************/