什么会导致 C++ 中的分段错误？ [关闭]

Posted 2023-02-14

【中文标题】什么会导致 C++ 中的分段错误？ [关闭]

【英文标题】：What can cause segmentation faults in C++? [closed]

【发布时间】：2011-10-18 21:50:35

【问题描述】：

我注意到 C++ 中的分段错误的常见原因列表没有问题，所以我想我会添加它。

自然是社区 Wiki，因为没有一个正确答案。

我认为这可能对学习 C++ 的新程序员有用，如果您不同意，请随时关闭它。

【问题讨论】：

嗯...看来我无法将其移至社区 wiki。希望有更多权限的人出现。

怎么样：“什么可以导致 C++ 中的分段错误？”。没有 MMU 的嵌入式系统根本不会给您任何段错误——即使“写入”到 ROM 时也是如此。

你说得对，我改一下。

我想我应该补充一点，你可以从缺少的返回中得到一个段错误（当一个函数应该返回一个值，但由于某种原因你忘了写返回）。花了大约 1:30 调试...

【参考方案1】：

忘记初始化指针，给它们留下随机内存地址。注意：这可能不是总是段错误，但它可能。

int* p1; //No initialization.
*p1 = 3; //Possible segfault.

【讨论】：

不保证会出现段错误。也许会，也许不会。

再次正确。我正在寻找可能导致段错误的事情的例子，所以我不够具体。已编辑。

【参考方案2】：

越界访问数组（可能）：

int ia[10];
ia[10] = 4; // Someone forgot that arrays are 0-indexed! Possible Segfault.

【讨论】：

不保证会出现段错误。

@sharptooth - 嗯，可能 段错误。已编辑。

是Undefined Behavior。

【参考方案3】：

取消引用 NULL 指针。

#include <cstddef> //For NULL.
int* p1 = NULL; //p1 points to no memory address
*p1 = 3; //Segfault.

【讨论】：

你对NULL的定义在哪里？

在<stddef.h> 和其他几个标题中。在实践中，它可能间接包含在大多数 C++ 头文件中，但最好确定，无论如何都要包含 <stddef.h> 或 <cstddef>。

谢谢。我认为我的编译器默认包含它，我不知道其他人没有。

【参考方案4】：

取消引用释放的内存可能会导致段错误。

SomeClass* someObject = new SomeClass();
delete someObject;
someObject->someMethod();  //Could cause a segfault.

【参考方案5】：

许多“段错误”C++ 的方法不一定保证会发生，事实上，这里发布的大多数示例都是这种情况。如果您可以在不发生段错误的情况下执行这些操作，那只是运气好（或运气不好，取决于您如何看待它！）。

这实际上是 C++ 与其他语言的区别之一；未定义的行为。而在 Java 或 C# 中，您可能会收到“InvalidOperationException”或类似的情况，这保证在执行这些操作时会发生；在 C++ 中，标准只是说“未定义的行为”，这基本上是运气，你永远不希望发生这种情况。

【讨论】：

C++ 和未定义的行为非常正确。

【参考方案6】：

仅当您的操作系统具有 MMU (Memory Management Unit) 时，对内存的错误访问才会导致分段错误。否则，你不会得到它，只会出现奇怪的行为。

虚拟内存（您可以访问的整个内存 = 2^(sizeof(pointer_type)*8)（即：2^num_bits_in_pointer_type））以称为页或段的单位映射到物理内存（分页取代了分段，但它们仍在使用）。

每个页面都有一些保护权限，如果您尝试从具有非读取访问权限的页面读取，则会出现段错误。如果您尝试写入只读位置，您将获得 SIGSEGV。

如果你有一个未初始化的指针并使用它，它可能会指向另一个好的位置，这样你就不会遇到段错误。如果您在绑定后读取一个小数组，如果它没有超过页面边界，则可能会损坏其他内存区域。

此外，由于页面很多，并非所有页面都真正映射。如果你触摸一个非映射页面，你会得到一个段错误。实际上，对非映射页面的任何访问都必须考虑写入时复制、交换页面、延迟加载、内存映射文件和其他事情。请参阅this article on page fault handling，尤其是那里的第二张图，也发布在下面（但请阅读文章以获得更多解释）

_{（来源：champ at vistech.net）}

您主要对用户空间中发生的事情以及通向 SIGSEGV 的所有路径感兴趣。但内核空间也很有趣。

【讨论】：

您提供的链接很有用，但合法吗？我看不懂我认为是中国人的东西，所以你能澄清一下法律地位吗？如果一切正常，请随时删除此评论。

更新了与同一主题的另一个资源的链接。

【参考方案7】：

显而易见的答案是“未定义的行为”，但这要求 一个没有经验的程序员的问题，以及某些类型的 未定义的行为不太可能导致分段错误 （或其他类型的崩溃）比其他人。最常见的原因 分段错误通常与指针相关：取消引用 未初始化的指针、空指针或先前释放的指针； 访问结束（或在开始之前，但那更少 频繁）对象（数组或其他）；使用非法的结果 指针转换（static_cast 到派生类型，当对象没有 实际上有那种类型，或者大多数reinterpret_cast);等等

然而，在这里要记住的最重要的一点可能是 一般来说，这些不能保证会导致分段错误，并且 通常，它们导致的分段错误只会发生 一段时间后，在一个完全不相关的操作中。因此，写 超出本地数组的末尾通常会“工作”， 但会修改堆栈上数组后面发生的任何事情：一些 其他局部变量（修改栈上对象的vptr 当您尝试调用虚拟时可能会导致分段错误 对象上的函数），调用函数的帧指针 （这可能会导致该函数出现分段错误，之后 你已经退回），或退货地址（这可能会导致各种 奇怪的行为——分段错误或非法指令 陷阱可能是可能发生的最好的情况）。写超出结尾 释放的内存，或者通过已经释放的指针，可以破坏空闲的 空间领域，在很多（有时很多， 很多）以后分配或免费；它还可以完全修改其他一些 不相关的对象，破坏其vptr 或其他一些指针 对象，或者只是一些随机数据——同样，分段错误是 可能是最好的结果（远比继续 损坏的数据）。

【讨论】：

确实如此。您提出了一个很好的观点，即段错误比损坏的数据更可取。

【参考方案8】：

尝试修改字符串文字：

char* mystr = "test";
mystr[2] = 'w';

这个CAN会导致分段错误。

【参考方案9】：

我的最爱：

#include <iostream>
struct A 
    virtual void f() 
        std::cout << "A::f();\n";
    
    int i;
;

struct B : A 
    virtual void f() 
        std::cout << "B::f();\n";
    
    int j;
;

void seti(A* arr, size_t size) 
    for (size_t i = 0; i < size; ++i)
        arr[i].i = 0;


int main() 
    B b[10];
    seti(b, 10);
    b[3].f();

与大多数可能导致段错误的事情一样，这也可能失败。例如，在 ideone 上，b[3].f() 失败，但 b[2].f() 有效。

【讨论】：

等一下。为什么会出现这个段错误？

@fluffels - 简单的回答：它是 UB，所以它可能。从技术上讲，这是因为void seti(A*, size_t) 覆盖了某些元素b 的vtable，这会导致对虚函数的任何调用导致段错误。或者不会导致段错误，如果它们被奇迹般地覆盖以指向一个函数。 UB 就是 UB。

天哪。这是否适用于类？

@fluffels - 不。见***.com/questions/92859/…