c - 在 C 中调用函数时出现段错误

Question

所以我正在构建一个虚拟机，并试图让它尽可能跨平台，突然遇到一个奇怪的错误。我的机器有一个let指令，它为机器内存中的一个变量分配内存，并为该变量赋值。简而言之，let 函数调用getAddress 来获取变量的地址。 getAddress 检查变量是否已定义，并返回地址。如果变量没有定义，getAddress调用memallocate为变量分配内存，并返回地址。这是函数的定义:

static uint16_t memallocate(Machine *m, char *symbol){
    uint16_t allocationAddress = getFirstFree(*m);
    SymbolTable *newSymbol = (SymbolTable *)malloc(sizeof(SymbolTable));
    newSymbol->symbolName = strdup(symbol);
    newSymbol->next = NULL;
    newSymbol->mema = allocationAddress;
    if(m->symbolTable==NULL){
        m->symbolTable = newSymbol;
    }
    else{
        SymbolTable *temp = m->symbolTable;
        while(temp->next!=NULL)
            temp = temp->next;
        temp->next = newSymbol;
    }
    m->memory[allocationAddress].acquired = 1;
    m->memory[allocationAddress].data.value = 0;
    m->occupiedAddress++;
    return allocationAddress;
}

uint16_t getAddress(Machine *m, char *symbol){
    SymbolTable *table = m->symbolTable;
    while(table!=NULL){
        if(strcmp(symbol, table->symbolName)==0){
            return table->mema;
        }
        table = table->next;
    }
    uint16_t address = memallocate(m, symbol); // Here is the segfault happening
    return address;
}

此代码在 Linux 上编译和运行得很好，但在 Windows 上，我在 memallocate 调用中遇到段错误。由于 memallocate 直接传递了 getAddress 的参数，而且参数都是指针，所以它们不应该改变。但是在通过 CLion 进行调试时，我看到了 memallocate 调用的乱码参数，这表明存在某种堆栈违规(可能)。同样，它只发生在 Windows 中。谁能告诉我我的代码出了什么问题？该项目的完整代码可以在 GitHub 找到。 .

Answer 1

我获取了你的代码并通过 valgrind 在 linux 上运行它:

==13768== Conditional jump or move depends on uninitialised value(s)
==13768==    at 0x109ABE: getAddress (in /home/vonaka/VirtualMachine/machine)
==13768==    by 0x10B714: let (in /home/vonaka/VirtualMachine/machine)
==13768==    by 0x109425: run (in /home/vonaka/VirtualMachine/machine)
==13768==    by 0x109F64: main (in /home/vonaka/VirtualMachine/machine)
==13768==  Uninitialised value was created by a heap allocation
==13768==    at 0x4C2BE7F: malloc (in /usr/lib/valgrind/vgpreload_memcheck-amd
==13768==    by 0x109C2F: main (in /home/vonaka/VirtualMachine/machine)
==13768== 

所以(幸运的是)这不是 Windows 特有的问题。诀窍是在第一次调用 getAddress 时(当 m->symbolTable 为 NULL 时)你调用 getFirstFree(*m) 在memallocate开头，但是看这个函数:

static uint16_t getFirstFree(Machine m) {
    uint16_t add = 0;
    while(m.memory[add].acquired)
        add++;
    return add;
}

m.memory[i].acquired 对于 0 和 number_of_instructions_in_your_input_file - 1 之间的 i 都是相等的在 writeInstruction 中将它们初始化为 1，但 m.memory[number_of_instructions_in_your_input_file].acquired 尚未初始化。

所以这样的事情会解决你的问题:

void writeInstruction(Machine *m, uint16_t add, Instruction ins) {
    m->memory[add].acquired = 1;
    m->memory[add].type = INSTRUCTION;
    m->memory[add].data.instruction = ins;
    m->occupiedAddress++;
    if(add + 1 < NUM_MEM)
        m->memory[add + 1].acquired = 0;
}

或者这可能更优雅(如果可行):

static uint16_t getFirstFree(Machine m) {
    uint16_t add = 0;
    while (m.memory[add].acquired && add < m.occupiedAddress)
        add++;
    return add;
}

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编辑:

首先关于您的评论:

By default, the members of the structure is initialised as 0

这不是真的!

现在谈谈为什么在没有 malloc 的情况下出现段错误，以及它如何与 valgrind 的警告相关联。

你有 Machine 类型的变量 m 和堆栈中的一些其他变量，m 包含 Cell memory[NUM_MEM] 并且每个 Cell 中都有 acquired(未初始化!)。假设您的输入文件包含 88 条指令，因此前 88 条 acquired 将在 88 次 writeInstruction 调用后正确初始化。然后程序通过调用一些函数开始执行您的指令，包括 memallocate 和 getFirstFree。在这个循环中:

while(m.memory[add].acquired)
    add++;

对于任何 add m.memory[add].acquired 很可能不同于 0，所以一旦 add 等于 NUM_MEM 你有段错误。

为什么 malloc 没有发生这种情况？仅仅因为您很幸运(但不是好运气)，您的堆比堆栈“干净”。为什么它只发生在 Windows 中？因为这次你没那么幸运(我什至在 Windows 中都没有段错误)。