段错误（核心已转储）的原因

转载自：段错误（核心已转储）的原因 - 小时候挺菜 - 博客园 (cnblogs.com)

一、什么是段错误？

一旦一个程序发生了越界访问，cpu 就会产生相应的保护，于是 segmentation fault 就出现了，通过上面的解释，段错误应该就是访问了不可访问的内存，这个内存区要么是不存在的，要么是受到系统保护的，还有可能是缺少文件或者文件损坏。

二、段错误产生的原因

下面是一些典型的段错误的原因: 非关联化空指针——这是特殊情况由内存管理硬件 试图访问一个不存在的内存地址(在进程的地址空间) 试图访问内存的程序没有权利(如内核结构流程上下文) 试图写入只读存储器(如代码段)

1、访问不存在的内存地址

在C代码,分割错误通常发生由于指针的错误使用,特别是在C动态内存分配。非关联化一个空指针总是导致段错误,但野指针和悬空指针指向的内存,可能会或可能不会存在,而且可能或不可能是可读的还是可写的,因此会导致瞬态错误。

#include <stdio.h>
 
int main (void)
{
    int *ptr = NULL;
    *ptr = 0;
    return 0;
}
输出结果：
段错误（核心已转储）

现在,非关联化这些变量可能导致段错误:非关联化空指针通常会导致段错误,阅读时从野指针可能导致随机数据但没有段错误,和阅读从悬空指针可能导致有效数据,然后随机数据覆盖。

2、访问系统保护的内存地址 

#include <stdio.h>
 
int main (void)
{
    int *ptr = (int *)0;
    *ptr = 100;
    return 0;
}
输出结果:
段错误（核心已转储）

3、访问只读的内存地址

写入只读存储器提出了一个 segmentation fault,这个发生在程序写入自己的一部分代码段或者是只读的数据段,这些都是由操作系统加载到只读存储器。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
 
int main (void)
{
    char *ptr = "test";
    strcpy (ptr, "TEST");
    return 0;
}
输出结果：
段错误（核心已转储）

#include <stdio.h>
 
int main (void)
{
    char *ptr = "hello";
    *ptr = 'H';
    return 0;
}
输出结果：
段错误（核心已转储）

上述例子ANSI C代码通常会导致段错误和内存保护平台。

它试图修改一个字符串文字,这是根据ANSI C标准未定义的行为。

大多数编译器在编译时不会抓,而是编译这个可执行代码,将崩溃。

包含这个代码被编译程序时,字符串“hello”位于rodata部分程序的可执行文件的只读部分数据段。

当加载时,操作系统与其他字符串和地方常数只读段的内存中的数据。

当执行时,一个变量 ptr 设置为指向字符串的位置,并试图编写一个H字符通过变量进入内存,导致段错误。

编译程序的编译器不检查作业的只读的位置在编译时,和运行类unix操作系统产生以下运行时发生 segmentation fault。

#include <stdio.h>
 
int main (void)
{
    char ptr[] = "hello";
    ptr[0] = 'H';
    return 0;
}

即使不能修改字符串(相反,这在C标准未定义行为),在C char *类型,所以没有隐式转换原始代码,在c++的 const char *类型,因此有一个隐式转换,所以编译器通常会抓住这个特定的错误。

4、空指针废弃

因为是一个很常见的程序错误空指针废弃（读或写在一个空指针，用于C的意思是“没有对象指针”作为一个错误指示器），大多数操作系统内存访问空指针的地址，这样它会导致段错误。

#include <stdio.h>
 
int main (void)
{
    int *ptr = NULL;
    printf ("%d\n", *ptr);
    return 0;
}
输出结果：
段错误（核心已转储）

这个示例代码创建了一个空指针，然后试图访问它的值（读值）。在运行时在许多操作系统中，这样做会导致段错误。

非关联化一个空指针，然后分配（写一个值到一个不存在的目标）也通常会导致段错误。

 

#include <stdio.h>
 
int main (void)
{
    int *ptr = NULL;
    *ptr = 1;
    return 0;
}
输出结果：
段错误（核心已转储）

下面的代码包含一个空指针，但当编译通常不会导致段错误，值是未使用的。因此，废弃通常会被优化掉，死代码消除。

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

还有，比如malloc 动态分配内存，释放、置空完成后，不可再使用该指针。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
 
int main()
{
    char* str=(char* )malloc(100);
    if(*str)
    {
        return;    
    }
    strcpy(str,"hello");
    printf("%s\n",str);
    free(str);
    str=NULL;
    strcpy(str,"abcdef");
    return 0;
}
输出结果：
hello
段错误 (核心已转储)

5、堆栈溢出

#include <stdio.h>
#include <string.h>
 
int main (void)
{
    main ();
    return 0;
}
输出结果：
段错误（核心已转储）

上述例子的无限递归，导致的堆栈溢出会导致段错误，但无线递归未必导致堆栈溢出，优化执行的编译器和代码的确切结构。

在这种情况下，遥不可及的代码（返回语句）行为是未定义的。

因此，编译器可以消除它，使用尾部调用优化，可能导致没有堆栈使用。其他优化可能包括将递归转换成迭代，给出例子的结构功能永远会导致程序运行，虽然可能不是其他堆栈溢出。

6、内存越界（数组越界，变量类型不一致等）

#include <stdio.h>
 
int main (void)
{
    char test[10];
    printf ("%c\n", test[100000]);
    return 0;
}
输出结果：
段错误（核心已转储）