在 c 中捕获 ctrl-c 并继续执行

Question

我正在用 c 编写一个简单的 shell 程序，需要处理 ctrl-c。

如果前台进程正在运行，我需要终止它并继续主 shell 循环。如果没有，我什么都不用做，只需打印信号已被捕获即可。

下面是我的代码，基于这个线程:Catch Ctrl-C in C

void inthandler(int dummy){
    signal(dummy, SIG_IGN);
    printf("ctrl-c caught\n");
}

我在进入主循环之前调用了 signal()

int main(int argc, char*argv[]){
    signal(SIGINT, inthandler)
    while(true){
        //main loop
    }
}

截至目前，我能够拦截 ctrl-c 并打印我想要的消息，但任何进一步的输入都会导致段错误。

进入处理程序后如何返回主循环执行？

Answer 1

1. 使用 sigaction() , 不是 signal() , 除非将处置设置为 SIG_DFL或 SIG_IGN .同时 signal()在 C 中指定，并且 sigaction() POSIX.1，无论如何你都需要 POSIX 来对信号做任何有意义的事情。

2. 只使用async-signal safe信号处理程序中的函数。您可以使用 POSIX 低级 I/O( <stdio.h> 、 read() )来代替标准 I/O(在 write() 中声明)。不过，您确实需要避免对使用相同底层描述符的流使用标准 I/O，否则输出可能会因标准 I/O 中的缓冲而出现乱码。

3. 如果您将信号处理程序中的信号处置更改为忽略，则只会捕获第一个信号(每种捕获类型)。

考虑以下示例程序:

#define _POSIX_C_SOURCE 200809L
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>

/* Helper function: Write a string to a descriptor, keeping errno unchanged. 
   Returns 0 if success, errno error code if an error occurs. */
static inline int  wrs(const int fd, const char *s)
{
    /* Invalid descriptor? */
    if (fd == -1)
        return EBADF;

    /* Anything to actually write? */
    if (s && *s) {
        const int   saved_errno = errno;
        const char *z = s;
        ssize_t     n;
        int         err = 0;

        /* Use a loop to find end of s, since strlen() is not async-signal safe. */
        while (*z)
            z++;

        /* Write the string, ignoring EINTR, and allowing short writes. */
        while (s < z) {
            n = write(fd, s, (size_t)(z - s));
            if (n > 0)
                s += n;
            else
            if (n != -1) {
                /* This should never occur, so it's an I/O error. */
                err = EIO;
                break;
            } else
            if (errno != EINTR) {
                /* An actual error occurred. */
                err = errno;
                break;
            }
        }

        errno = saved_errno;
        return err;

    } else {
        /* Nothing to write. NULL s is silently ignored without error. */
        return 0;
    }
}

/* Signal handler. Just outputs a line to standard error. */
void catcher(int signum)
{
    switch (signum) {
    case SIGINT:
        wrs(STDERR_FILENO, "Caught INT signal.\n");
        return;
    default:
        wrs(STDERR_FILENO, "Caught a signal.\n");
        return;
    }
}

/* Helper function to install the signal handler. */
int install_catcher(const int signum)
{
    struct sigaction  act;

    memset(&act, 0, sizeof act);
    sigemptyset(&act.sa_mask);

    act.sa_handler = catcher;
    act.sa_flags = SA_RESTART;  /* Do not interrupt "slow" functions */
    if (sigaction(signum, &act, NULL) == -1)
        return -1;  /* Failed */

    return 0;
}

/* Helper function to remove embedded NUL characters and CRs and LFs,
   as well as leading and trailing whitespace.  Assumes data[size] is writable. */
size_t clean(char *data, size_t size)
{
    char *const  end = data + size;
    char        *src = data;
    char        *dst = data;

    /* Skip leading ASCII whitespace. */
    while (src < end && (*src == '\t' || *src == '\n' || *src == '\v' ||
                         *src == '\f' || *src == '\r' || *src == ' '))
        src++;

    /* Copy all but NUL, CR, and LF chars. */
    while (src < end)
        if (*src != '\0' && *src != '\n' && *src != '\r')
            *(dst++) = *(src++);
        else
            src++;

    /* Backtrack trailing ASCII whitespace. */
    while (dst > data && (dst[-1] == '\t' || dst[-1] == '\n' || dst[-1] == '\v' ||
                          dst[-1] == '\n' || dst[-1] == '\r' || dst[-1] == ' '))
        dst--;

    /* Mark end of string. */
    *dst = '\0';

    /* Return new length. */
    return (size_t)(dst - data);
}


int main(void)
{
    char   *line = NULL;
    size_t  size = 0;
    ssize_t len;

    if (install_catcher(SIGINT)) {
        fprintf(stderr, "Cannot install signal handler: %s.\n", strerror(errno));
        return EXIT_FAILURE;
    }

    printf("Type Ctrl+D, 'exit', or 'quit' on an empty line to exit.\n");

    while (1) {
        len = getline(&line, &size, stdin);
        if (len < 0)
            break;

        clean(line, len);
        printf("Read %zd chars: %s\n", len, line);

        if (!strcmp(line, "exit") || !strcmp(line, "quit"))
            break;
    }

    return EXIT_SUCCESS;
}

在大多数 POSIXy 系统上，伪终端中的 Ctrl+C 也会清除当前行缓冲区，因此在交互式提供行的过程中按下它会丢弃该行(数据未发送到进程)。

请注意 ^C当您按下 Ctrl+C 时，您通常会在伪终端中看到这是一个终端功能，由 ECHO 控制termios环境。该设置还控制是否在终端上回显一般的按键操作。

如果添加 signal(SIGINT, SIG_IGN)到 catcher()，就在 wrs() 行之后，只有第一个 Ctrl+C 会打印“Caught INT signal”；以下任何 Ctrl+C 将丢弃不完整的行。

因此，如果您输入，比如说，Foo Ctrl+C Bar 输入，你会看到其中之一

Foo^CCaught INT signal.
Bar
Read 4 chars: Bar

或

Foo^CBar
Read 4 chars: Bar

取决于 Ctrl+C 生成的 INT 信号在此时是否被处理程序捕获或忽略。

要退出，请输入 exit或 quit在行首，或紧接在 Ctrl+C 之后。

这里没有段错误，因此如果您的代码确实生成了段错误，那一定是由于您的程序中存在错误。

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How can I return to execution of my main loop after I enter inthandler?

信号传递中断信号处理程序执行期间的执行；然后，被中断的代码继续执行。因此，该问题的严格正确答案是从信号处理程序返回。

如果信号处理程序与 SA_RESTART 一起安装标志设置，然后被中断的代码应该继续，就好像什么也没发生一样。如果在没有该标志的情况下安装信号处理程序，则中断“慢速”系统调用可能会返回 EINTR 错误。

原因errno在信号处理程序中必须保持不变——这是一个很多很多程序员都忽略的错误——如果信号处理程序中的操作更改了 errno，并且在系统或 C 库调用失败后立即调用信号处理程序一个错误码，代码看到的errno就是错误的!诚然，这是一种罕见的情况(对于每个系统或 C 库调用来说，发生这种情况的时间窗口很小)，但它确实是一个可能发生的错误。当它确实发生时，就是那种导致开发人员扯掉头发、赤身裸体地原地转圈并通常比现在更疯狂的海森堡错误。

另请注意 stderr仅用于安装信号处理程序失败的代码路径，因为我想确保不要将 I/O 和 POSIX 低级 I/O 混合到标准错误。