Question

在处理C字符串时，我遇到了这种奇怪的行为。这是K＆amp; R书中的练习，我应该写一个函数，将一个字符串附加到另一个字符串的末尾。这显然要求目标字符串分配足够的内存，以便源字符串适合。这是代码：

 /* strcat: Copies contents of source at the end of dest */
 char *strcat(char *dest, const char* source) {
  char *d = dest;
  // Move to the end of dest
  while (*dest != '\0') {
    dest++;
  } // *dest is now '\0'

  while (*source != '\0') {
    *dest++ = *source++;
  }
  *dest = '\0';
  return d;
}

在测试期间，我编写了以下内容，期望在程序运行时发生段错误：

int main() {
  char s1[] = "hello";
  char s2[] = "eheheheheheh"; 
  printf("%s\n", strcat(s1, s2));
}

据我所知，s1获得了6 chars分配的数组，s2获得了13 chars的数组。我认为当strcat尝试在索引高于6的情况下写入s1时，程序会出现段错误。相反，一切正常，但程序不会干净地退出，而是：

helloeheheheheheh
zsh: abort      ./a.out

并退出代码134，我认为这意味着中止。

为什么我没有得到段错误（如果在堆栈上分配字符串，则覆盖s2）？内存中的这些字符串（堆栈或堆）在哪里？

感谢您的帮助。

Answer 1

我认为当strcat尝试在高于s1的索引处写入6时，程序会出现段错误。

在堆栈上分配的内存范围之外写入undefined behaviour。通常（但不总是）调用此未定义的行为会导致段错误。 但是，你不能确定会发生段错误。

维基百科链接很好地解释了它：

当出现未定义行为的实例时，就语言规范而言，任何事情都可能发生，也许什么都没发生。

因此，在这种情况下，您可能会遇到段错误，程序可能会中止，或者有时可能会运行正常。或者，任何事情。没有办法保证结果。

内存中的这些字符串（堆栈或堆）在哪里？

由于您已在char []内将其声明为main()，因此它们是具有automatic storage的数组，出于实际目的，它们意味着它们位于堆栈中。

Answer 2

修改1：

我将尝试解释你如何为自己找到答案。我不确定实际发生了什么，因为这不是定义的行为（正如其他人所说），但你可以做一些简单的调试来弄清楚你的编译器实际上在做什么。

原始答案

我的猜测是他们都在堆叠中。您可以通过以下方式修改代码来检查：

int main() {
  char c1 = 'X';
  char s1[] = "hello";
  char s2[] = "eheheheheheh"; 
  char c2 = '3';

  printf("%s\n", strcat(s1, s2));
}

c1和c2将在堆栈中。知道您可以检查s1和s2是否也是如此。

如果c1的地址小于s1且s1的地址小于c2，那么它就在堆栈上。否则它可能在你的.bss部分（这将是明智的事情，但会破坏递归）。

我依赖于堆栈上的字符串的原因是，如果你在函数中修改它们，并且该函数调用自身，那么第二个调用将没有自己的字符串副本，因此不会是有效的...但是，编译器仍然知道这个函数不是递归的，并且可以将字符串放在.bss中，所以我可能是错的。

假设我猜测它在堆栈上是正确的，在你的代码中

int main() {
  char s1[] = "hello";
  char s2[] = "eheheheheheh"; 
  printf("%s\n", strcat(s1, s2));
}

"hello"（使用null终止符）被压入堆栈，然后是"eheheheheheh"（带有空终止符）。

它们都是一个接一个地定位（由于你编写它们的顺序很简单）形成一个你可以写入的内存块（但不应该！）......这就是为什么没有seg fault，你可以通过在printf之前断开并查看地址来看到这一点。

如果我是对的，

s2 == (uintptr_t)s1 + (strlen(s1) + 1)应该是真的。

使用

修改代码

int main() {
  char s1[] = "hello";
  char c = '3';
  char s2[] = "eheheheheheh"; 
  printf("%s\n", strcat(s1, s2));
}

如果我是对的，应该看c被覆盖......

然而，如果我错了并且它在.bss部分，那么它们仍然可以相邻，你将覆盖它们而没有seg错误。

如果您真的想知道，请将其反汇编：

不幸的是我只知道如何在Linux上做到这一点。尝试使用nm <binary> > <text file>.txt命令或objdump -t <your_binary> > <text file>.sym命令转储程序中的所有符号。这些命令还应该为您提供每个符号所在的部分。

在文件中搜索s1和s2符号，如果找不到它们应该意味着它们在堆栈中，但我们会在下一步检查它。

使用objdump -S your_binary > text_file.S命令（确保使用调试符号构建二进制文件），然后在文本编辑器中打开.S文件。

再次搜索s1和s2符号，（希望没有其他符号，我怀疑不是，但我不确定）。

如果您发现其定义后跟push或sub %esp命令，那么它们就在堆栈中。如果您不确定他们的定义是什么意思，请将其发回此处，让我们一起来看看。

Answer 3

没有seg错误甚至覆盖，因为它可以使用第二个字符串的内存并仍然起作用。甚至给出正确的答案。中止是程序意识到出错的一个标志。尝试颠倒声明字符串的顺序，然后重试。它可能不会那么令人愉快。

Answer 4

int main() {
  char s1[] = "hello";
  char s2[] = "eheheheheheh"; 
  printf("%s\n", strcat(s1, s2));
}

改为使用：

   int main() {
  char s1[20] = "hello";
  char s2[] = "eheheheheheh"; 
  printf("%s\n", strcat(s1, s2));
}

Answer 5

以下是您的程序未崩溃的原因：

您的字符串声明为数组（s1 []和s2 []）。所以他们在堆栈上。就这样，s2 []的内存就在s1 []之后。因此，当调用strcat（）时，它所做的就是将s2 []中的每个字符向前移动一个字节。堆栈作为堆栈是可读写的。所以你做的事情没有限制。

但我相信编译器可以自由地找到它看起来合适的s1 []和s2 []，所以这只是一个快乐的事故。

现在让你的程序崩溃是相对容易的

在你的调用中交换s1和s2：而不是strcat（s1，s2），执行strcat（s2，s1）。这应该会导致堆栈粉碎异常。
将s1 []和s2 []更改为* s1和* s2。当您写入只读段时，这会导致段错误。

Answer 6

嗯......由于堆只用于动态分配内存和东西，所以字符串都在堆栈中。

segfault用于无效的内存访问，但是对于这个数组，你只是在写一些超出边界（在边界之外）的数组，所以写作时我不认为你会有问题....在C中，它实际上留给了程序员，以确保事物保持在阵列中。

同时在阅读时如果你使用指针 - 我不认为会有问题，因为你可以继续阅读，直到你想要的地方，并使用以前的长度之和。但是如果你使用string.h中提到的函数，它们会在空字符“\ 0”的存在下进行中继，以决定停止操作的位置 - 因此我认为你的函数有效!!

但终止也可能表明任何其他变量/某些东西可能已经存在于字符串位置旁边可能已经用char值写了....访问那些可能导致程序退出!!

希望这有助于......顺便说一句好问题！

在没有明显内存违规的情况下中止而不是段错误

6 个答案: