总线错误与分段错误

Question

总线错误和分段错误之间的区别？ 程序第一次会出现段错误并停止，第二次可能会出现总线错误并退出吗？

Answer 1

在我使用过的大多数架构上，区别在于：

• SEGV 是在您访问不该访问的内存时引起的（例如，在地址空间之外）。
• SIGBUS 是由于 CPU 的对齐问题引起的（例如，尝试从不是 4 的倍数的地址读取 long）。

Answer 2

如果您mmap()SIGBUS > 文件并尝试访问超出文件末尾的映射缓冲区部分，以及空间不足等错误情况。 如果您使用 sigaction() 注册信号处理程序，并且您设置SA_SIGINFO，可以让您的程序检查故障内存地址并仅处理内存映射文件错误。

Answer 3

例如，当您的程序尝试执行硬件总线不支持的操作时，可能会导致总线错误。 例如，在 SPARC 上，尝试读取多字节值（例如 int、32 -位）来自奇数地址产生总线错误。

例如，当您执行违反分段规则的访问时，即尝试读取或写入不属于您的内存时，就会发生分段错误。

Answer 4

将您的问题（可能是错误的）解释为“我间歇性地收到 SIGSEGV 或 SIGBUS，为什么它不一致？”，值得注意的是，C 或 C++ 标准并不能保证使用指针做一些狡猾的事情会导致段错误； 这只是“未定义的行为”，正如我曾经说过的，这意味着它可能会导致鳄鱼从地板上出现并吃掉你。

因此，您的情况可能是有两个错误，第一个错误有时会导致 SIGSEGV，第二个错误（如果段错误没有发生并且程序仍在运行）会导致 SIGBUS。

我建议您使用调试器逐步执行，并留意鳄鱼。

Answer 5

我假设您正在谈论 Posix 定义的 SIGSEGV 和 SIGBUS 信号。

当程序引用无效地址时，会发生SIGSEGV。 SIGBUS 是实现定义的硬件故障。 这两个信号的默认操作是终止程序。

程序可以捕获这些信号，甚至忽略它们。

Answer 6

有没有可能程序第一次出现段错误并停止，第二次可能出现总线错误并退出？

是的，即使是同一个错误：这是来自 macOS 的一个严肃但简单的示例，它可以通过数组边界之外的索引以确定性方式产生分段错误 (SIGSEGV) 和总线错误 (SIGBUS)。 上面提到的未对齐访问对于 macOS 来说不是问题。 （这个示例不会导致任何 SIGBUS，如果它在调试器中运行，在我的例子中是 lldb！）

bus_segv.c：

#include <stdlib.h>

char array[10];

int main(int argc, char *argv[]) {
    return array[atol(argv[1])];
}

该示例从命令行获取一个整数，该整数用作数组。 这些是一些不会引起任何信号的索引值（甚至在数组之外）。 （给出的所有值取决于标准段/节大小。我使用 clang-902.0.39.1 在 High Sierra macOS 10.13.5、i5-4288U CPU @ 2.60GHz 上生成二进制文件。）

索引高于 77791 且低于 -4128将导致分段错误 (SIGSEGV)。 24544 将导致总线错误 (SIGBUS)。 这里是完整的地图：

$ ./bus_segv -4129
Segmentation fault: 11
$ ./bus_segv -4128
...
$ ./bus_segv 24543
$ ./bus_segv 24544
Bus error: 10
...
$ ./bus_segv 28639
Bus error: 10
$ ./bus_segv 28640
...
$ ./bus_segv 45023
$ ./bus_segv 45024
Bus error: 10
...
$ ./bus_segv 53215
Bus error: 10
$ ./bus_segv 53216
...
$ ./bus_segv 69599
$ ./bus_segv 69600
Bus error: 10
...
$ ./bus_segv 73695
Bus error: 10
$ ./bus_segv 73696
...
$ ./bus_segv 77791
$ ./bus_segv 77792
Segmentation fault: 11

如果您查看反汇编代码，您会发现总线错误范围的边界并不像索引显示的那么奇怪：

$ otool -tv bus_segv

bus_segv:
(__TEXT,__text) section
_main:
0000000100000f60    pushq   %rbp
0000000100000f61    movq    %rsp, %rbp
0000000100000f64    subq    $0x10, %rsp
0000000100000f68    movl    $0x0, -0x4(%rbp)
0000000100000f6f    movl    %edi, -0x8(%rbp)
0000000100000f72    movq    %rsi, -0x10(%rbp)
0000000100000f76    movq    -0x10(%rbp), %rsi
0000000100000f7a    movq    0x8(%rsi), %rdi
0000000100000f7e    callq   0x100000f94 ## symbol stub for: _atol
0000000100000f83    leaq    0x96(%rip), %rsi
0000000100000f8a    movsbl  (%rsi,%rax), %eax
0000000100000f8e    addq    $0x10, %rsp
0000000100000f92    popq    %rbp    
0000000100000f93    retq    

By leaq 0x96(%rip), % rsi，rsi 变为（PC 相对
已确定）数组起始地址的地址：

rsi = 0x100000f8a + 0x96 = 0x100001020
rsi - 4128 = 0x100000000 (below segmentation fault)
rsi + 24544 = 0x100007000 (here and above bus error)
rsi + 28640 = 0x100008000 (below bus error)
rsi + 45024 = 0x10000c000 (here and above bus error)
rsi + 53216 = 0x10000e000 (below bus error)
rsi + 69600 = 0x100012000 (here and above bus error)
rsi + 73696 = 0x100013000 (below bus error)
rsi + 77792 = 0x100014000 (here and above segmentation fault)

lldb 可能会设置具有不同页限制的进程。 我无法在调试会话中重现任何总线错误。 因此，调试器可能是总线错误吐出二进制文件的解决方法。

安德烈亚斯

Answer 7

如果不是的话，这将是 什么是总线错误？ 的重复为了

程序第一次会出现段错误并停止，第二次可能会出现总线错误并退出吗？

问题的一部分。 您应该能够通过此处找到的信息自己回答这个问题。

---

疯狂：一遍又一遍地做同样的事情却期待不同的结果。
——阿尔伯特·爱因斯坦

---

当然，从字面上理解这个问题......

#include <signal.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <unistd.h>
int main() {
    srand(time(NULL));
    if (rand() % 2)
        kill(getpid(), SIGBUS);
    else
        kill(getpid(), SIGSEGV);
    return 0;
}

Tada，一个程序，可以在一次运行中因分段错误退出，并在另一次运行中因总线错误退出。