从函数返回结构给我分段错误

Question

所以我正在尝试读取位图 header（54 个字节）并使用函数将其保存到结构中。但是当我尝试打印结果时，它给我分段错误。

bmp.c

#include "bmp.h"
#include <stdlib.h>
#include <string.h>


struct bmp_header* read_bmp_header(FILE* BMP_file){
    if(BMP_file == NULL){
      return 0;
    }

    struct bmp_header* Header;

    memset(&Header, 0, sizeof(struct bmp_header));
    fread(&(Header->type), 2, 1, BMP_file); 
    fread(&(Header->size),4,1,BMP_file); 
    fread(&(Header->reserved1),2,1,BMP_file); 
    fread(&(Header->reserved2),2,1,BMP_file); 
    fread(&(Header->offset),4,1,BMP_file); 
    fread(&(Header->dib_size),4,1,BMP_file); 
    fread(&(Header->width),4,1,BMP_file); 
    fread(&(Header->height),4,1,BMP_file); 
    fread(&(Header->planes),2,1,BMP_file); 
    fread(&(Header->bpp),2,1,BMP_file); 
    fread(&(Header->compression),4,1,BMP_file); 
    fread(&(Header->image_size),4,1,BMP_file); 
    fread(&(Header->x_ppm),4,1,BMP_file); 
    fread(&(Header->y_ppm),4,1,BMP_file); 
    fread(&(Header->num_colors),4,1,BMP_file); 
    fread(&(Header->important_colors),4,1,BMP_file); 
    return Header;
}

bmp.h

#ifndef _BMP_H
#define _BMP_H

#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>


#define PADDING_CHAR "[=11=]"

/**
 * Structure contains information about the type, size, layout, dimensions
 * and color format of a BMP file. Size of structure is 54 bytes.
*/
struct bmp_header{
    uint16_t type;              // "BM" (0x42, 0x4D)
    uint32_t size;              // file size
    uint16_t reserved1;         // not used (0)
    uint16_t reserved2;         // not used (0)
    uint32_t offset;            // offset to image data (54B)
    uint32_t dib_size;          // DIB header size (40B)
    uint32_t width;             // width in pixels
    uint32_t height;            // height in pixels
    uint16_t planes;            // 1
    uint16_t bpp;               // bits per pixel (1/4/8/24)
    uint32_t compression;       // compression type (0/1/2) 0
    uint32_t image_size;        // size of picture in bytes, 0
    uint32_t x_ppm;             // X Pixels per meter (0)
    uint32_t y_ppm;             // X Pixels per meter (0)
    uint32_t num_colors;        // number of colors (0)
    uint32_t important_colors;  // important colors (0)
} __attribute__((__packed__));


/**
 * Reads BMP header from input stream
 *
 * Reads and returns BMP header from opened input stream. The header is located
 * at it's beginning. If the stream is not opened or it is corrupted, function
 * returns `NULL`.
 *
 * @param stream opened stream, where the image data are located
 * @return `bmp_header` structure or `NULL`, if stream is not open or broken
 */
struct bmp_header* read_bmp_header(FILE* stream);


#endif

main.c

#include "bmp.c"

int main(){
  FILE *BMP_file = fopen("./assets/lenna.bmp", "rb");

  struct bmp_header* Header;
  memset(&Header, 0, sizeof(struct bmp_header));
  Header = read_bmp_header(BMP_file);
  printf("%x\n", Header->type); 
  fclose(BMP_file);
  return 0;
}

我尝试通过将结构 "bmp_header" 作为参数添加到函数中来实现（因此该函数将无效。但问题是 - bmp.h 不应该被触及。

Answer 1

您正在使用该行实例化指向 header 的指针。

struct bmp_header* Header;

但在我看来，您想实例化实际的 object，因此请尝试删除您引用的所有地方的 * struct bmp_header。

分段错误实际上将来自运行 memset() on Header 这实际上是一个单元化指针。

Answer 2

问题是

 struct bmp_header* Header;

您刚刚为指针变量本身分配了内存，但指针并未指向任何有效内存。您需要先将指针指向有效的内存位置，然后才能使用它。

也就是说，根据用法，您似乎根本不需要指针。只需定义一个结构类型的变量，然后使用它。使用

struct bmp_header Header;

应该完成这项工作。

Answer 3

您的代码中有多个错误：

memset(&Header, 0, sizeof(struct bmp_header));

这不是用0填充struct bmp_header而是指针变量Header。由于此指针可能比 header 结构小得多，因此您还填充了不应触摸的内存区域。

如果您在此 out-of-bounds 访问期间没有得到分段错误，您将在访问新创建的 NULL 指针后立即得到它：

fread(&(Header->type), 2, 1, BMP_file);

您必须先在 read_bmp_header 中提供内存，而不是填充 0。

在main中你做了同样的非法memset操作。您必须完全删除该操作。无论如何，您之后都会分配一个新值。

在不改变的情况下，您可以通过两种方式解决问题bmp.h:

变体 1：

read_bmp_header 中的动态内存分配和 main 中的释放。

struct bmp_header* read_bmp_header(FILE* BMP_file){
    if(BMP_file == NULL){
      return NULL;
    }

    struct bmp_header* Header = malloc(sizeof(*Header);
    if (Header == NULL)
        return NULL;

    memset(Header, 0, sizeof(struct bmp_header));
    fread(&(Header->type), 2, 1, BMP_file);
    // TODO check result of read
    ...
    return Header;
}

int main(void)
{
   FILE *BMP_file = fopen("./assets/lenna.bmp", "rb");
   struct bmp_header* Header = read_bmp_header(BMP_file);
   fclose(BMP_file);

   printf("%x\n", Header->type); 
   free(Header); // Main must free the struct.
   return 0;
}

变体 2：

静态内存用于read_bmp_header；不需要释放。

struct bmp_header* read_bmp_header(FILE* BMP_file){
    static struct bmp_header Header;

    if(BMP_file == NULL){
      return NULL;
    }

    memset(&Header, 0, sizeof(struct bmp_header));
    fread(&Header.type, 2, 1, BMP_file); 
    // TODO: check result of read
    ...
    return &Header;
}

int main(void)
{
   FILE *BMP_file = fopen("./assets/lenna.bmp", "rb");
   struct bmp_header* Header = read_bmp_header(BMP_file);
   fclose(BMP_file);

   printf("%x\n", Header->type); 
   return 0;
}

此变体避免了动态内存分配，但一次只能处理 1 个结构并且不是线程安全的。

从函数返回结构给我分段错误

Returning structure from function gives me segmentation fault

c

bitmap

data-structures

bmp.c

bmp.h

main.c