一、段錯(cuò)誤是什么

一句話來(lái)說(shuō)，段錯(cuò)誤是指訪問(wèn)的內(nèi)存超出了系統(tǒng)給這個(gè)程序所設(shè)定的內(nèi)存空間，例如訪問(wèn)了不存在的內(nèi)存地址、訪問(wèn)了系統(tǒng)保護(hù)的內(nèi)存地址、訪問(wèn)了只讀的內(nèi)存地址等等情況。

1、訪問(wèn)不存在的內(nèi)存地址

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
void main()
{
??int *ptr = NULL;
??*ptr = 0;
}

2、訪問(wèn)系統(tǒng)保護(hù)的內(nèi)存地址

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
void main()
{
??int *ptr = (int *)0;
??*ptr = 100;
}

3、訪問(wèn)只讀的內(nèi)存地址

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
void main()
{
??char *ptr = "test";
??strcpy(ptr, "TEST");
}

4、棧溢出

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
void main()
{
??main();
}

5、delete使用錯(cuò)誤

delete只能刪除new得來(lái)的內(nèi)存，上面的p指向了新的內(nèi)存，原先new來(lái)的內(nèi)存已找不到了，內(nèi)存泄漏。

上面釋放了兩次new來(lái)的內(nèi)存。

下面是程序中的一個(gè)段錯(cuò)誤實(shí)例：

上面的段錯(cuò)誤是因?yàn)樵浇缌恕?shù)組的邊界沒(méi)有確定好，此處是循環(huán)的數(shù)量錯(cuò)了。（還有一次是指針數(shù)組忘記分配內(nèi)存了）

三、內(nèi)存問(wèn)題

當(dāng)這樣的代碼一旦運(yùn)行，錯(cuò)誤就在所難免，會(huì)帶來(lái)的后果也是不確定的，通?？赡軙?huì)造成如下后果： 1.破壞了堆中的內(nèi)存分配信息數(shù)據(jù)，特別是動(dòng)態(tài)分配的內(nèi)存塊的內(nèi)存信息數(shù)據(jù)，因?yàn)椴僮飨到y(tǒng)在分配和釋放內(nèi)存塊時(shí)需要訪問(wèn)該數(shù)據(jù)，一旦該數(shù)據(jù)被破壞，以下的幾種情況都可能會(huì)出現(xiàn)。? ??? ??? *** glibcdetected *** free(): invalid pointer:
??? ??? *** glibcdetected *** malloc(): memory corruption:
??? ??? *** glibcdetected *** double free or corruption (out): 0x00000000005c18a0 ***
??? ??? *** glibcdetected *** corrupted double-linked list: 0x00000000005ab150***??? ????
2.破壞了程序自己的其他對(duì)象的內(nèi)存空間，這種破壞會(huì)影響程序執(zhí)行的不正確性，當(dāng)然也會(huì)誘發(fā)coredump，如破壞了指針數(shù)據(jù)。 3.破壞了空閑內(nèi)存塊，很幸運(yùn)，這樣不會(huì)產(chǎn)生什么問(wèn)題，但誰(shuí)知道什么時(shí)候不幸會(huì)降臨呢？ 通常，代碼錯(cuò)誤被激發(fā)也是偶然的，也就是說(shuō)之前你的程序一直正常，可能由于你為類(lèi)增加了兩個(gè)成員變量，或者改變了某一部分代碼，coredump就頻繁發(fā)生，而你增加的代碼絕不會(huì)有任何問(wèn)題，這時(shí)你就應(yīng)該考慮是否是某些內(nèi)存被破壞了。
四、錯(cuò)誤排查 保持好的編碼習(xí)慣是杜絕錯(cuò)誤的最好方式！排查的原則，首先是保證能重現(xiàn)錯(cuò)誤，根據(jù)錯(cuò)誤估計(jì)可能的環(huán)節(jié)，逐步裁減代碼，縮小排查空間。 1、檢查所有的內(nèi)存操作函數(shù)，檢查內(nèi)存越界的可能。常用的內(nèi)存操作函數(shù)： sprintf strcpy strcat? memcpy memmove memset等，如果有用到自己編寫(xiě)的動(dòng)態(tài)庫(kù)的情況，要確保動(dòng)態(tài)庫(kù)的編譯與程序編譯的環(huán)境一致。

2、捕獲段錯(cuò)誤，針對(duì)段錯(cuò)誤的信號(hào)調(diào)用?sigaction?注冊(cè)一個(gè)處理函數(shù)就可以了。發(fā)生段錯(cuò)誤時(shí)的函數(shù)調(diào)用關(guān)系體現(xiàn)在棧幀上，可以通過(guò)在信號(hào)處理函數(shù)中調(diào)用?backstrace?來(lái)獲取棧幀信息。先輸出堆棧信息，接下來(lái)，分析出錯(cuò)時(shí)的函數(shù)調(diào)用路徑。

在glibc頭文件"execinfo.h"中聲明了三個(gè)函數(shù)用于獲取當(dāng)前線程的函數(shù)調(diào)用堆棧。

int?backtrace(void?**buffer,int?size)?

該函數(shù)用于獲取當(dāng)前線程的調(diào)用堆棧,獲取的信息將會(huì)被存放在buffer中，它是一個(gè)指針列表。參數(shù) size 用來(lái)指定buffer中可以保存多少個(gè)void*元素。函數(shù)返回值是實(shí)際獲取的指針個(gè)數(shù),最大不超過(guò)size大小

在buffer中的指針實(shí)際是從堆棧中獲取的返回地址,每一個(gè)堆?？蚣苡幸粋€(gè)返回地址

注意:某些編譯器的優(yōu)化選項(xiàng)對(duì)獲取正確的調(diào)用堆棧有干擾，另外內(nèi)聯(lián)函數(shù)沒(méi)有堆?？蚣?/span>;刪除框架指針也會(huì)導(dǎo)致無(wú)法正確解析堆棧內(nèi)容。

char?**?backtrace_symbols?(void?*const?*buffer,?int?size)?

backtrace_symbols將從backtrace函數(shù)獲取的信息轉(zhuǎn)化為一個(gè)字符串?dāng)?shù)組，參數(shù)buffer應(yīng)該是從backtrace函數(shù)獲取的指針數(shù)組，size是該數(shù)組中的元素個(gè)數(shù)(backtrace的返回值)。

函數(shù)返回值是一個(gè)指向字符串?dāng)?shù)組的指針，它的大小同buffer相同。每個(gè)字符串包含了一個(gè)相對(duì)于buffer中對(duì)應(yīng)元素的可打印信息，它包括函數(shù)名，函數(shù)的偏移地址和實(shí)際的返回地址。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stddef.h>
#include <execinfo.h> #include <signal.h>

void dump(int signo)
{
? ? ?void *buffer[30] = {0};
? ? ?size_t size;
? ? ?char **strings = NULL; ? ? ?size_t i = 0;

? ? ?size = backtrace(buffer, 30);
? ? ?fprintf(stdout, "Obtained %zd stack frames.nm\n", size);
? ? ?strings = backtrace_symbols(buffer, size);
? ? if (strings == NULL)
? ? ?{
? ? ? ? ?perror("backtrace_symbols.");
? ? ? ? ?exit(EXIT_FAILURE);
? ? ?}
?
? ? for (i = 0; i < size; i++)
? ? {
? ? ? ? fprintf(stdout, "%s\n", strings[i]);
? ? }
? ?free(strings);
? ?strings = NULL;
? ?exit(0); }

void func_c()
{
? ?*((volatile int *)0x0) = 0x9999; }

void func_b()
{
? ? func_c(); }

void func_a()
{
? ? func_b(); }

int main(int argc, const char *argv[])
{
? ? if (signal(SIGSEGV, dump) == SIG_ERR)
? ? ? ?perror("can't catch SIGSEGV");
? ? func_a();
? ? return 0; }

objdump是用查看目標(biāo)文件或者可執(zhí)行的目標(biāo)文件的構(gòu)成的GCC工具。

objdump -x obj 以某種分類(lèi)信息的形式把目標(biāo)文件的數(shù)據(jù)組織（被分為幾大塊）輸出 <可查到該文件的所有動(dòng)態(tài)庫(kù)>??? objdump -t obj 輸出目標(biāo)文件的符號(hào)表()
objdump -h obj 輸出目標(biāo)文件的所有段概括()
objdump -j .text/.data -S obj 輸出指定段的信息，大概就是反匯編源代碼把
objdump -S obj C語(yǔ)言與匯編語(yǔ)言同時(shí)顯示

或者使用下面的命令輸出具體的行數(shù)：

3、不在用戶(hù)自己編寫(xiě)的函數(shù)內(nèi)的錯(cuò)誤查找

動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)無(wú)非就是編譯后的代碼，里面有一些基本的段、符號(hào)信息。如果出錯(cuò)代碼行在動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)內(nèi)，那必然可以從動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)內(nèi)找到出錯(cuò)時(shí)的代碼行號(hào)。

因?yàn)檫M(jìn)程掛掉時(shí)輸出的地址，和動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)文件內(nèi)的靜態(tài)偏移地址根本就不是一回事。所以我們需要知道出錯(cuò)時(shí)，所輸出的代碼地址與動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)偏移地址之間的關(guān)系。

事實(shí)上，每一個(gè)進(jìn)程都對(duì)應(yīng)了一個(gè) /proc/pid 目錄，下面記載了諸多與該進(jìn)程相關(guān)的信息，其中有一個(gè)maps文件，里面記錄了各個(gè)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的加載地址。我們只需要根據(jù)所得到的出錯(cuò)地址，以及這個(gè)maps文件，就可以得出具體是哪一個(gè)庫(kù)，相應(yīng)的偏移地址是多少。

知道了對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)和偏移地址后，我們進(jìn)一步用 addr2line 將這個(gè)偏移地址翻譯一下就可以了。

（可以在程序中加入輸出語(yǔ)句或斷點(diǎn)，因?yàn)槌霈F(xiàn)段錯(cuò)誤的時(shí)候就不會(huì)繼續(xù)執(zhí)行了）

dmesg可以在應(yīng)用程序crash掉時(shí)，顯示內(nèi)核中保存的相關(guān)信息。可通過(guò)dmesg命令可以查看發(fā)生段錯(cuò)誤的程序名稱(chēng)、引起段錯(cuò)誤發(fā)生的內(nèi)存地址、指令指針地址、堆棧指針地址、錯(cuò)誤代碼、錯(cuò)誤原因等。

使用ldd命令查看二進(jìn)制程序的共享鏈接庫(kù)依賴(lài)，包括庫(kù)的名稱(chēng)、起始地址，這樣可以確定段錯(cuò)誤到底是發(fā)生在了自己的程序中還是依賴(lài)的共享庫(kù)中。

4、使用cout輸出信息

這個(gè)是看似最簡(jiǎn)單但往往很多情況下十分有效的調(diào)試方式，也許可以說(shuō)是程序員用的最多的調(diào)試方式。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是在程序的重要代碼附近加上像cout這類(lèi)輸出信息，這樣可以跟蹤并打印出段錯(cuò)誤在代碼中可能出現(xiàn)的位置。

為了方便使用這種方法，可以使用條件編譯指令#ifdefDEBUG和#endif把printf函數(shù)包起來(lái)。這樣在程序編譯時(shí)，如果加上-DDEBUG參數(shù)就能查看調(diào)試信息；否則不加該參數(shù)就不會(huì)顯示調(diào)試信息。

5、catchsegv命令

catchsegv命令專(zhuān)門(mén)用來(lái)?yè)浍@段錯(cuò)誤，它通過(guò)動(dòng)態(tài)加載器（ld-linux.so）的預(yù)加載機(jī)制（PRELOAD）把一個(gè)事先寫(xiě)好的庫(kù)（/lib/libSegFault.so）加載上，用于捕捉斷錯(cuò)誤的出錯(cuò)信息。

五、一些注意事項(xiàng)

1、出現(xiàn)段錯(cuò)誤時(shí)，首先應(yīng)該想到段錯(cuò)誤的定義，從它出發(fā)考慮引發(fā)錯(cuò)誤的原因。

2、在使用指針時(shí)，定義了指針后記得初始化指針，在使用的時(shí)候記得判斷是否為NULL。

3、在使用數(shù)組時(shí)，注意數(shù)組是否被初始化，數(shù)組下標(biāo)是否越界，數(shù)組元素是否存在等。

4、在訪問(wèn)變量時(shí)，注意變量所占地址空間是否已經(jīng)被程序釋放掉。

5、在處理變量時(shí)，注意變量的格式控制是否合理等。