为啥分段错误是由类变量顺序引起的？

Posted 2023-02-22

【中文标题】为啥分段错误是由类变量顺序引起的？

【英文标题】：Why segmentation fault is caused by class variables order?为什么分段错误是由类变量顺序引起的？

【发布时间】：2016-05-26 12:22:07

【问题描述】：

我创建了以下程序：

class CLexer

public:

  CLexer( ) 
    iCursorPos = 0;
  

  void putCharacter(char character)
  
    if(character != ' ' && character != '\n') 
      m_strToken[iCursorPos] = character;
      iCursorPos++;
    
    else 
      m_strToken[iCursorPos] = '\0';
      iCursorPos = 0;
    
  

private:

  char m_strToken[1024];
  int iCursorPos = 0;

;

int main(int argc, char * argv[]) 
  CLexer lex;
  lex.putCharacter('m');
  return 0;

编译器产生的汇编器输出：

    .file   "main.cpp"
    .section    .text._ZN6CLexerC2Ev,"axG",@progbits,_ZN6CLexerC5Ev,comdat
    .align 2
    .weak   _ZN6CLexerC2Ev
    .type   _ZN6CLexerC2Ev, @function
_ZN6CLexerC2Ev:
.LFB1:
    .cfi_startproc
    pushq   %rbp
    .cfi_def_cfa_offset 16
    .cfi_offset 6, -16
    movq    %rsp, %rbp
    .cfi_def_cfa_register 6
    movq    %rdi, -8(%rbp)
    movq    -8(%rbp), %rax
    movl    $0, 1024(%rax)
    movq    -8(%rbp), %rax
    movl    $0, 1024(%rax)
    nop
    popq    %rbp
    .cfi_def_cfa 7, 8
    ret
    .cfi_endproc
.LFE1:
    .size   _ZN6CLexerC2Ev, .-_ZN6CLexerC2Ev
    .weak   _ZN6CLexerC1Ev
    .set    _ZN6CLexerC1Ev,_ZN6CLexerC2Ev
    .section    .text._ZN6CLexer12putCharacterEc,"axG",@progbits,_ZN6CLexer12putCharacterEc,comdat
    .align 2
    .weak   _ZN6CLexer12putCharacterEc
    .type   _ZN6CLexer12putCharacterEc, @function
_ZN6CLexer12putCharacterEc:
.LFB3:
    .cfi_startproc
    pushq   %rbp
    .cfi_def_cfa_offset 16
    .cfi_offset 6, -16
    movq    %rsp, %rbp
    .cfi_def_cfa_register 6
    movq    %rdi, -8(%rbp)
    movl    %esi, %eax
    movb    %al, -12(%rbp)
    cmpb    $32, -12(%rbp)
    je  .L3
    cmpb    $10, -12(%rbp)
    je  .L3
    movq    -8(%rbp), %rax
    movl    1024(%rax), %eax
    movq    -8(%rbp), %rdx
    cltq
    movzbl  -12(%rbp), %ecx
    movb    %cl, (%rdx,%rax)
    movq    -8(%rbp), %rax
    movl    1024(%rax), %eax
    leal    1(%rax), %edx
    movq    -8(%rbp), %rax
    movl    %edx, 1024(%rax)
    jmp .L4
.L3:
    movq    -8(%rbp), %rax
    movl    1024(%rax), %eax
    movq    -8(%rbp), %rdx
    cltq
    movb    $0, (%rdx,%rax)
    movq    -8(%rbp), %rax
    movl    $0, 1024(%rax)
.L4:
    nop
    popq    %rbp
    .cfi_def_cfa 7, 8
    ret
    .cfi_endproc
.LFE3:
    .size   _ZN6CLexer12putCharacterEc, .-_ZN6CLexer12putCharacterEc
    .text
    .globl  main
    .type   main, @function
main:
.LFB4:
    .cfi_startproc
    pushq   %rbp
    .cfi_def_cfa_offset 16
    .cfi_offset 6, -16
    movq    %rsp, %rbp
    .cfi_def_cfa_register 6
    subq    $1056, %rsp
    movl    %edi, -1044(%rbp)
    movq    %rsi, -1056(%rbp)
    leaq    -1040(%rbp), %rax
    movq    %rax, %rdi
    call    _ZN6CLexerC1Ev
    leaq    -1040(%rbp), %rax
    movl    $109, %esi
    movq    %rax, %rdi
    call    _ZN6CLexer12putCharacterEc
    movl    $0, %eax
    leave
    .cfi_def_cfa 7, 8
    ret
    .cfi_endproc
.LFE4:
    .size   main, .-main
    .ident  "GCC: (GNU) 6.1.1 20160501"
    .section    .note.GNU-stack,"",@progbits

在执行之后，第一次调用 putCharacter 方法，以 'm' 字符作为参数，会抛出段错误。 附加的 gdb 给出以下输出：

Program received signal SIGSEGV, Segmentation fault.
0x00000000004018e5 in CLexer::putCharacter (this=0x7fffffffe370, 
    character=109 'm') at src/main.cpp:60
60        m_strToken[iCursorPos] = character;

我已通过在类声明中将 iCursorPos 变量移至 m_strToken 上方来解决此错误，但我认为这不是解决此问题的正确方法。

我在ArchLinux x86_64 的最新和更新版本上使用g++ (GCC) 6.1.1 20160501。

【问题讨论】：

现在 iCursorPos 的价值是多少？

您能否提供一个重现该问题的minimal reproducible example？

@NathanOliver 我想我已经做到了。

在ideone运行良好。

Cannot reproduce

【参考方案1】：

if(character != ' ' && character != '\n') 
  m_strToken[iCursorPos] = character;
  iCursorPos++;

你没有在这里检查iCursorPos < 1024。所以你写到缓冲区的末尾，到 iCursorPos 本身。

下一次访问m_strToken[iCursorPos] = character; 可能会写入超出缓冲区末尾的位置，并且您会遇到段错误（幸运的是）。

您的“修复”仍然不正确，因为无论如何您都会破坏对象内存的其他部分。

【讨论】：

是的，这似乎确实是正在发生的事情

这是另一个问题，但是他写道，它在第一次调用时失败了。

他很可能在描述情况时并不准确（并且应该也提供调用代码）。这就是呈现的代码的问题。

@PcAF 他说他第一次用'm' 调用它不是他第一次调用该函数。

@StoryTeller 非常感谢，现在我终于以正确的方式解决了。