相信大家在嵌入式C開(kāi)發(fā)中，或多或少都會(huì)遇到段錯(cuò)誤（segmentation fault ）。昨天分享了一個(gè)總線錯(cuò)誤的例子：嵌入式軟件中，關(guān)于總線錯(cuò)誤，我?guī)湍銈儾攘诉@些坑！相比總線錯(cuò)誤，段錯(cuò)誤是一種更為常見(jiàn)的錯(cuò)誤。

那么，段錯(cuò)誤是怎么產(chǎn)生的呢？簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，段錯(cuò)誤是因?yàn)樵L問(wèn)不可訪問(wèn)的內(nèi)存產(chǎn)生的。

下面是一些典型的段錯(cuò)誤產(chǎn)生的原因：

訪問(wèn)不存在的內(nèi)存地址

訪問(wèn)只讀的內(nèi)存地址

棧溢出

內(nèi)存越界

……

段錯(cuò)誤實(shí)例

1、實(shí)例1：訪問(wèn)不存在的內(nèi)存地址

?

#include?

int?main(int?argc,?char?**argv)
{
????printf("==================segmentation fault test==================
");

????int?*p?=?NULL;
????*p?=?1234;

????return?0;
}

?

2、實(shí)例2：訪問(wèn)只讀的內(nèi)存地址

?

#include?

int?main(int?argc,?char?**argv)
{
????printf("==================segmentation fault test1==================
");

????char?*str?=?"hello";
????str[0]?=?'H';

????return?0;
}

?

3、實(shí)例3：棧溢出

?

#include?

static?void?test(void)
{
????char?buf[1024?*?1024]?=?{0};
????static?int?i?=?0;
????i++;
????printf("i?=?%d
",?i);
????test();
}

int?main(int?argc,?char?**argv)
{
????printf("==================segmentation fault test2==================
");

????test();

????return?0;
}

?

4、實(shí)例4：內(nèi)存越界

?

#include?

int?main(int?argc,?char?**argv)
{
????printf("==================segmentation fault test3==================
");

????static?char?arr[5]?=?{0,?1,?2,?3,?4};

????printf("arr[10000]?=?%d
",?arr[10000]);

????return?0;
}

?

段錯(cuò)誤調(diào)試方法

從上面的幾個(gè)例子中，我們應(yīng)該對(duì)段錯(cuò)誤有了一定的認(rèn)識(shí)，但實(shí)際項(xiàng)目中，實(shí)際中，段錯(cuò)誤可能沒(méi)有上面的例子那么明顯看出。如果之前沒(méi)有這方面的經(jīng)驗(yàn)，可能一時(shí)半會(huì)也定位不到問(wèn)題。

接下來(lái)，分享一下段錯(cuò)誤的3種調(diào)試方法，供大家參考。

我們依舊使用例子來(lái)說(shuō)明，例子：

?

#include?

static?void?func0(void)
{
????printf("This is func0
");
????int?*p?=?NULL;
????*p?=?1234;
}

static?void?func1(void)
{
????printf("This is func1
");
????func0();
}

int?main(int?argc,?char?**argv)
{
????printf("==================segmentation fault test4==================
");

????func1();

????return?0;
}

?

1、gdb一步步運(yùn)行

使用gdb調(diào)試，打一些斷點(diǎn)、按流程運(yùn)行下去，運(yùn)行到段錯(cuò)誤的地方會(huì)直接提示報(bào)錯(cuò)。

或者使用命令行直接gdb調(diào)試：

這里我們是在x86上運(yùn)行，如果是定位arm嵌入式Linux程序，我們?cè)趺醋龅模?/p>

同樣也是可以使用gdb的，可以參考我們之前分享的文章：VSCode+gdb+gdbserver遠(yuǎn)程調(diào)試ARM程序

2、通過(guò)core文件

Linux下，一個(gè)程序崩潰時(shí)，它一般會(huì)在指定目錄下生成一個(gè)core文件。core文件僅僅是一個(gè)內(nèi)存映象(同時(shí)加上調(diào)試信息)，主要是用來(lái)調(diào)試的。

core文件可打開(kāi)與關(guān)閉。相關(guān)命令：

?

ulimit?-c???#?查看core文件是否打開(kāi)
ulimit?-c?0?#?禁止產(chǎn)生core文件
ulimit?-c unlimited??#設(shè)置core文件大小為不限制大小
ulimit?-c?1024???#限制產(chǎn)生的core文件的大小不能超過(guò)1024KB

?

0代表關(guān)閉。下面我們打開(kāi)它：

運(yùn)行程序時(shí)，程序崩潰時(shí)，在程序目錄下會(huì)生成core文件，比如：

調(diào)試core文件：

?

gdb?test?core

?

3、利用backtrace進(jìn)行分析

?

#include?
#include?
#include?
#include?

void?func0(void)
{
????printf("This is func0
");
????int?*p?=?NULL;
????*p?=?1234;
}

void?func1(void)
{
????printf("This is func1
");
????func0();
}

void?func2(void)
{
????printf("This is func2
");
????func1();
}

void?dump(int?signo)
{
????void?*array[100];
????size_t?size;
????char?**strings;

????size?=?backtrace(array,?100);
????strings?=?backtrace_symbols(array,?size);

????printf("Obtained?%zd stacks.
",?size);
????for(int?i?=?0;?i?

	?

	當(dāng)程序發(fā)生段錯(cuò)誤時(shí)，內(nèi)核會(huì)向程序發(fā)送SIGSEGV信號(hào)。dump為SIGSEGV信號(hào)處理函數(shù)，其實(shí)現(xiàn)用到了execinfo.h里的兩個(gè)函數(shù)：

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


	?

	backtrace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。

	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。

	注意：該函數(shù)的返回值是通過(guò)malloc函數(shù)申請(qǐng)的空間，因此調(diào)用者必須使用free函數(shù)來(lái)釋放指針。如果不能為字符串獲取足夠的空間函數(shù)的返回值將會(huì)為NULL。

	以上就是本次介紹的3種定位段錯(cuò)誤問(wèn)題的方法，可以定位不同程度的問(wèn)題。

	　　審核編輯：湯梓紅