Unix 机器上 C 程序中的总线错误

Question

我对 C 相当缺乏经验，并且遇到了一个“总线错误”，我无法理解其原因。我从未听说过 gdb，但在这个论坛上遇到了它，并尝试在我的问题程序中使用它并得到以下输出：

% gdb Proc1 GNU gdb 5.0

...

这个 GDB 是 配置为 “sparc-sun-solaris2.8”...

（没有 发现调试符号）...

（gdb）运行

启动程序： /home/0/vlcek/CSE660/Lab3/Proc1

（没有 发现调试符号）...

（没有 发现调试符号）...

（没有 发现调试符号）...

节目 接收信号 SIGSEGV，分段 过错。 main()中的0x10a64

我不知道这意味着什么，是说我的代码第 10 行有错误吗？如果是这样，我的代码中的第 10 行只是“int main()”，所以我不确定那里的问题...当我尝试运行该程序时，它说的是“总线错误”，所以我不知道该去哪里从这里走。我什至尝试在 main 之后放置一个 printf ，它不会打印字符串，只会给我一个总线错误。

下面是我的代码：

// Compilation Command: gcc -o Proc1 Proc1.c ssem.o sshm.o

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include "ssem.h"
#include "sshm.h"

// Code of Proc1
int main()
{int i, internal_reg;
 int key1 = 111111, key2 = 222222, key3 = 333333, key4 = 444444;
 /* here create and initialize all semaphores */
 int sem1 = sem_create(key1, 1);
 if (sem1 < 0) {
   perror("sem failed");
 }
 int sem2 = sem_create(key2, 1);
 if (sem2 < 0) {
   perror("sem failed");
 }
 int sem3 = sem_create(key3, 1);
 if (sem3 < 0) {
   perror("sem failed");
 }
 int sem4 = sem_create(key4, 1);
 if (sem4 < 0) {
   perror("sem failed");
 }
 /* here created: shared memory array Account of size 3 */
 int *Account;
 int shmid = shm_get(123456, (void**) &Account, 3*sizeof(int));
 if (shmid < 0) {
   perror("shm failed");
 }
 Account[0]=10000;
 Account[1]=10000;
 Account[2]=10000;
 /* synchronize with Proc2, Proc3 and Proc4 (4 process 4 way synchronization)*/

 for (i = 0; i < 1000; i++)
   {
     sem_signal(sem1);
     sem_signal(sem1);
     sem_signal(sem1);

 internal_reg = Account[0];
     internal_reg = internal_reg - 200;
     Account[0] = internal_reg;

     /* same thing, except we're adding $100 to Account1 now... */
     internal_reg = Account[1];
     internal_reg = internal_reg + 200;
     Account[1] = internal_reg;

     if (i % 100 == 0 && i != 0) {
       printf("Account 0: $%i\n", Account[0]);
       printf("Account 1: $%i\n", Account[1]);
     }

     if (i == 300 || i == 600) {
       sleep(1);
     }

     sem_wait(sem2);
     sem_wait(sem3);
     sem_wait(sem4);
   }
 /*     Here add a code that prints contents of each account
 and their sum after 100th, 200th, 300th, ...., and 1000th iterations*/ 

}

/*in the code above include some wait and signal operations on semaphores. Do no
t over-synchronize. */

这是 ssem 和 sshm 的文档：

/*
 * ssem.c
 * 
 * Version 1.0.0
 * Date : 10 Jan 2002
 *
 */


#include <sys/ipc.h>
#include <sys/sem.h>
#include <sys/types.h>

#include "ssem.h"

#define PERMS 0600

static struct sembuf op_lock[1] = {
        0, -1, 0
};

static struct sembuf op_unlock[1] = {
        0, 1, IPC_NOWAIT

};



int sem_create(int key,int initval)
{
        int semid,i;
        semid = semget((key_t)key, 1, IPC_CREAT | PERMS);

        for(i=0;i<initval;i++)
                semop(semid,&op_unlock[0],1);


      return semid;

}

int sem_open(int key)
{
        int semid;
        semid = semget(key,0,0);
        return semid;
}


int sem_wait(int semid)
{
        return semop(semid,&op_lock[0],1);
}


int sem_signal(int semid)
{
        return semop(semid,&op_unlock[0],1);
}


int sem_rm(int semid)
{
        return semctl(semid, 0, IPC_RMID, 0);
}



/*
 * sshm.c
 * 
 * Routines for Simpler shared memory operations
 * Version : 1.0.0.
 * Date : 10 Jan 2002
 *
 */

#include <sys/shm.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/types.h>

#include "sshm.h"

#define PERMS 0600

int shm_get(int key, void **start_ptr, int size)
{
        int shmid;
        shmid = shmget((key_t) key, size, PERMS | IPC_CREAT);
        (*start_ptr) = (void *) shmat(shmid, (char *) 0, 0);
        return shmid;

}


int shm_rm(int shmid)
{
        return shmctl(shmid, IPC_RMID, (struct shmid_ds *) 0);

}

使用 -ggdb 标志编译 Proc1.c 并运行 gdb 后，我得到以下内容：

程序收到信号SIGSEGV， 分段错误。 main()中的0x10a64 在 Proc1.c:36

36 帐户[0]=10000

为什么这会导致分段错误？

将Account的声明更改为

int *Account = 0;

添加

printf("Account == %p\n", Account);

Account[0] = 10000之前

；运行 Proc1 时得到以下信息：

Account == ffffffff
Bus error

Answer 1

为了从 gdb 获得更合理的结果，您应该使用 -ggdb 选项编译程序。然后，这会将调试信息（如行号）包含到您的程序中。

您当前看到的是程序计数器的内存地址（0x10a64）。这对您没有多大帮助，除非您可以自己将在那里找到的汇编指令与 C 程序的一部分相关联。

看起来您正在正确使用 shm_get 。我认为库设计者在将该函数命名为类似于 shmget 时犯了一个可怕的错误。

和我想的一样。 Account 指针以无效值（又名 0xffffffff （又名 (void *)(-1))）结束。值 (void *)(-1) 通常表示某种错误，并且在 shmat 的联机帮助页中明确提及。这表明库内的 shmat 调用失败。以下是如何判断它是否失败的方法：

 if (Account == (void *)(-1)) {
     perror("shmat failed");
 }
 Account[0] = 10000;
 // ...

现在，它失败的原因是一个有趣的谜团。显然 shmget 调用成功了。

就我个人而言，我认为 System V IPC 目前基本上已被弃用，您应该避免如果可以的话使用它。

Answer 2

根据您的编译器和编译器选项，您可能会遇到别名问题，因为您正在转换 Account 指针的地址。这些旧式接口与现代抗锯齿规则并不同步，这意味着优化器假设 Account 的值不会改变。

此外，您还应该获得尽可能接近预期类型的​​ shm_get 参数。尝试也许像下面这样。

void volatile* shmRet;
int shmid = shm_get(123456, (void**) &shmRet, 3*sizeof(int));

int *Account = shmRet;

我没有相同的架构，所以我不知道 shm_get 的确切原型，但通常对此类函数使用固定键也是一个坏主意。应该有一些函数可以返回一些密钥以在应用程序中使用。