Apple M1汇编：如何正确处理SIGINT并返回指定退出码？

问题分析 #

1. 使用signal系统调用（0x8c）的问题 #

你遇到的退出码130（128 + 2，2是SIGINT的编号），本质是信号处理函数未正确执行，转而触发了默认的信号处理流程。原因有两点：

• 调用约定违反：ARM64信号处理函数需要遵守调用约定，必须保存x29（帧指针）、x30（链接寄存器）等被调用者保存寄存器，否则会导致上下文混乱，内核转而执行默认处理。
• signal的特性：signal注册的处理函数在执行一次后会自动恢复为默认处理逻辑，若处理函数未直接退出，后续信号会触发默认行为。

2. 使用sigaction系统调用（46）的段错误问题 #

段错误的核心是你定义的__sigaction结构体大小和布局不符合macOS ARM64的要求：

• macOS ARM64的__sigaction结构体实际大小为32字节（而非你定义的24字节），字段布局包含sa_handler（8字节）、sa_mask（8字节）、sa_flags（4字节）、填充（4字节）、sa_restorer（8字节）。
• 结构体布局错误会导致sigaction系统调用读取非法内存，触发段错误。

正确实现代码 #

.global _start
.align 4

.text
_start:
    // 注册SIGINT信号处理函数
    mov     x0, #2                  // 信号编号：SIGINT
    adrp    x1, nsa@PAGE
    add     x1, x1, nsa@PAGEOFF     // 指向__sigaction结构体的指针
    mov     x2, #0                  // 不保存旧的信号处理结构（NULL）
    mov     x16, #46                // sigaction系统调用号
    svc     #0x80

loop:
    // 无限循环
    b       loop

// SIGINT处理函数
sigint_handler:
    // 建立栈帧，保存被调用者寄存器
    stp     x29, x30, [sp, #-16]!
    mov     x29, sp

    // 以状态码123退出程序
    mov     x0, #123
    mov     x16, #1                 // exit系统调用号
    svc     #0x80

    // exit不会返回，此处仅为符合函数结构
    ldp     x29, x30, [sp], #16
    ret

.data
.align 4
// __sigaction结构体（macOS ARM64布局）
nsa:
    .quad   sigint_handler          // sa_handler：信号处理函数指针
    .quad   0                       // sa_mask：信号掩码，设为0
    .word   0                       // sa_flags：标志位，设为0
    .word   0                       // 填充4字节，保证8字节对齐
    .quad   0                       // sa_restorer：恢复函数，设为0即可

编译与运行 #

使用as和ld编译：

as -o sigint.o sigint.s
ld -o sigint sigint.o

运行后按下Ctrl+C，执行echo $?即可看到退出码为123。

关键细节说明 #

• 栈帧的必要性：信号处理函数属于内核调用的函数，必须遵守ARM64调用约定，保存x29和x30到栈中，否则会破坏进程上下文，导致不可预期的错误。
• __sigaction结构体：macOS ARM64的结构体必须严格按照8字节对齐的要求定义，缺失填充字段或大小错误会导致系统调用读取非法内存。
• 系统调用号：macOS ARM64的系统调用号与Linux不同，exit是1，sigaction是46，需确保使用正确的编号。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Chris