C 程序在 Linux 命令行中导致段错误，但在 gdb 中正常退出

Question

我编写了以下 C 程序来打印出整数的每个字节：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
union bytes
{   int number;
    char bytes[sizeof(int)];
};

int main(int argc, char **argv)
{   for (int i=1; i < argc; i++)
    {
        int* x;
        *x = atoi(argv[i]);
        union bytes bytes_of_x;
        bytes_of_x.number = *x;
        for (int j=0; j < sizeof(int); j++)
        {
            unsigned char b = *((unsigned char*)x + j);
            bytes_of_x.bytes[j] = b;
        }
        for (int k=0; k < sizeof(int); k++)
        {
            printf("Byte %d = %x\n", k+1, bytes_of_x.bytes[k]);
        }
    }
    return 0;
}

它编译正常，没有警告，但是当我在命令行上运行它时（使用 ./progname 整数）它返回了一个分段错误。

我运行 gdb 中的程序有几个不同的输入，但每次都正常退出。

由于 gdb 无法识别任何错误，我应该如何识别分段错误的来源？

Answer 1

您还没有为 x 分配任何内存。这个变量是一个指针，但你在没有为它分配任何可用内存的情况下使用它。

你需要 malloc 内存 x 像这样：

int *x = malloc(sizeof(int));

然后记得 free 它，像这样：

free(x);

在每个 for 循环迭代结束时。

但是，我质疑是否需要以这种方式实际声明 x。为什么不先将 argv[i] 参数分配给在堆栈上声明的 int 变量，然后初始化第二个变量以指向它，如下所示：

int y = atoi(argv[i]);
int *x = &y;

此外，您说您的程序 “编译正常，没有警告”。这向我表明您没有使用至少一些基本编译标志编译您的代码，这些标志会警告您 x 未初始化。例如，使用 gcc:

gcc -Wall program.c

会很容易发现这个错误，并且

gcc -Wall -Werror program.c

会完全阻止编译“成功”。

请阅读编译器的手册页以了解有关编译标志的更多信息，这将节省您的时间和麻烦。

此外：另一个有用的工具是 valgrind——它在检测未初始化的变量、内存泄漏等方面做得非常出色。

Answer 2

It compiled fine with no warnings

您需要打开额外的警告，或者您需要更好的编译器。

使用 GCC 8.3.0：

gcc -g t.c -Wall
t.c: In function ‘main’:
t.c:12:12: warning: ‘x’ may be used uninitialized in this function [-Wmaybe-uninitialized]
         *x = atoi(argv[i]);
         ~~~^~~~~~~~~~~~~~~

gcc -g t.c -Wall -Wextra
t.c: In function ‘main’:
t.c:15:25: warning: comparison of integer expressions of different signedness: ‘int’ and ‘long unsigned int’ [-Wsign-compare]
         for (int j=0; j < sizeof(int); j++)
                         ^
t.c:20:25: warning: comparison of integer expressions of different signedness: ‘int’ and ‘long unsigned int’ [-Wsign-compare]
         for (int k=0; k < sizeof(int); k++)
                         ^
t.c:12:12: warning: ‘x’ may be used uninitialized in this function [-Wmaybe-uninitialized]
         *x = atoi(argv[i]);
         ~~~^~~~~~~~~~~~~~~

正如其他答案已经说过的，您正在通过未初始化的指针编写，这会导致未定义的行为。 UB 的意思是：任何事情都可能发生，包括程序似乎在一台机器上运行，但在另一台机器上运行，或者在 GDB 下运行而在 GDB 之外运行，反之亦然。

How should I go about identifying the source of the segmentation fault since gdb does not identify any errors?

您可以使用 GDB 进行 post-mortem 调试：

# Set core dump size to be unlimited
ulimit -c unlimited

# Generate a core dump
./a.out 42
Segmentation fault (core dumped)

gdb a.out core    # now use GDB to debug the crash.

C 程序在 Linux 命令行中导致段错误，但在 gdb 中正常退出

C program causes segmentation fault in Linux command line but exits normally in gdb

c

gdb

pointers

segmentation-fault