你的哪些骚操作会导致Segmentation Fault😂
你的哪些骚操作会导致Segmentation Fault
前言
如果你是一个写过一些C程序的同学,那么很大可能你会遇到魔幻的segmentation fault,可能一时间抓耳挠腮,本篇文章主要介绍一些常见的导致segmentation fault的代码问题,希望能够帮助大家快速定位问题!
出现Segmentation Fault的常见操作
写只读数据
#include <stdio.h>
char* str= "hello world";
int main() {
printf("%s\n", str);
*str = '1';
return 0;
}
在上面的程序当中,str
是一个全局变量,一个指向只读数据hello world
的指针,因为指向的数据存放在只读数据区,如下图所示(rodata区域):
数组下标越界
#include <stdio.h>
int main() {
int arr[10];
arr[1 << 20] = 100; // 会导致 segmentation fault
printf("arr[n] = %d\n", arr[1 << 20]); // 会导致 segmentation fault
return 0;
}
栈溢出 stakc_overflow
我们可以使用ulimit -a
命令查看,系统的一些参数设置,比如说栈的最大大小:
➜ code git:(main) ✗ ulimit -a
-t: cpu time (seconds) unlimited
-f: file size (blocks) unlimited
-d: data seg size (kbytes) unlimited
-s: stack size (kbytes) 8192
-c: core file size (blocks) 0
-m: resident set size (kbytes) unlimited
-u: processes 2061578
-n: file descriptors 1048576
-l: locked-in-memory size (kbytes) 65536
-v: address space (kbytes) unlimited
-x: file locks unlimited
-i: pending signals 2061578
-q: bytes in POSIX msg queues 819200
-e: max nice 0
-r: max rt priority 0
-N 15: unlimited
上面的参数你可以通过重新编译linux进行更改。在上面的参数当中我们的栈能够申请的最大空间等于8192kb = 8M
,我们现在写一个程序来测试一下:
#include <stdio.h>
void stakc_overflow(int times) {
printf("times = %d\n", times);
char data[1 << 20]; // 每次申请 1 Mega 数据
stakc_overflow(++times);
}
int main() {
stakc_overflow(1);
return 0;
}
上面的程序输出结果如下所示:
当我们低8次调用stakc_overflow
函数的时候,程序崩溃了,因为这个时候我们再申请数组的时候,就一定会超过8M,因为在前面的 7 次调用当中已经申请的 7M 的空间,除此之外还有其他的数据需要使用一定的栈空间,因此会有栈溢出,然后报 segmentation failt 错误。
解引用空指针或者野指针
#include <stdio.h>
int main() {
int* p;
printf("%d\n", *p);
return 0;
}
当我们去解引用一个空指针或者一个野指针的时候就汇报segmentation fault,其实本质上还是解引用访问的页面没有分配或者没有权限访问,比如下面代码我们可以解引用一个已经被释放的空间。
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
uint64_t find_rbp() {
// 这个函数主要是得到寄存器 rbp 的值
uint64_t rbp;
asm(
"movq %%rbp, %0;"
:"=m"(rbp)::
);
return rbp;
}
int main() {
uint64_t rbp = find_rbp();
printf("rbp = %lx\n", rbp);
// long* p = 0x7ffd4ea724a0;
printf("%ld\n", *(long*)rbp);
return 0;
}
上面的代码当中我们调用函数 find_rbp
,得到这个函数对应的寄存器 rbp 的值,当这个函数调用返回的时候,这个函数的栈帧会被摧毁,也就是说 rbp 指向的位置程序已经没有使用了,但是上面的程序不会产生 segmentation fault ,其中最主要的原因就是解引用的位置的页面我们已经分配了,而且我们有读权限,而且我们也有写权限,我们甚至可以给 rbp 指向的位置赋值,像下面那样,程序也不会崩溃。
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
uint64_t find_rbp() {
uint64_t rbp;
asm(
"movq %%rbp, %0;"
:"=m"(rbp)::
);
return rbp;
}
int main() {
uint64_t rbp = find_rbp();
printf("rbp = %lx\n", rbp);
// long* p = 0x7ffd4ea724a0;
printf("%ld\n", *(long*)rbp);
*(long*)rbp = 100; // 给指向的位置进行复制操作
return 0;
}
解引用已经释放的内存
#include <stdlib.h>
int main() {
int* ptr = (int*)malloc(sizeof(int));
free(ptr);
*ptr = 10;
return 0;
}
其实上面的代码不见得一定会产生 sementation fault 因为我们使用的libc给我们提供的 free 和 malloc 函数,当我们使用 free 函数释放我们的内存的时候,这部分内存不一定就马上还给操作系统了,因此在地址空间当中这部分内存还是存在的,因此是可以解引用的。
其他方式
我相信你肯定还有很多其他的方式去引起 sementation fault 的,嗯相信你!!!
造成 sementation failt 的原因主要有以下两大类:
- 读写没有权限的位置:
- 比如说前面对只读数据区的写操作,或者读写内核数据等等。
- 使用没有分配的页面:
- 比如数组越界,就是访问一个没有分配的页面。
- 解引用空指针或者野指针或者没有初始化的指针,因为空指针或者野指针指向的地址没有分配。
- 不正确的使用解引用和取地址符号,比如你在使用scanf的时候没有使用取地址符号,也可能造成segmentation fault。
- 栈溢出,这个是操作系统规定的栈的最大空间。
总结
在本篇文章当中主要给大家介绍了一些常见的造成段错误的原因,下篇我们仔细分析 segmentation fauilt 的本质,以及我们应该如何应对和处理 segmentation fauilt 。希望大家有所收获~~~
以上就是本篇文章的所有内容了,我是LeHung,我们下期再见!!!更多精彩内容合集可访问项目:https://github.com/Chang-LeHung/CSCore
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