为什么我从以下 C 代码中收到段错误？

Question

我的操作系统类中有一个项目，我应该在其中模拟翻译后备缓冲区。

我正在编写一个将在 TLB 未命中后调用的方法。它应该找到 TLB 中的下一个条目，该条目要么为空，要么有一段时间没有被命中，删除该条目，并将其替换为上次调用的页表中的条目。页表项中的数据在调用该方法时给出。

Void tlb_insert(VPAGE_NUMBER new_vpage, PAGEFRAME_NUMBER new_pframe, BOOL new_mbit, BOOL new_rbit)
{
  // Starting at the clock_hand'th entry, find first entry to
  // evict with either valid bit  = 0 or the R bit = 0. If there
  // is no such entry, then just evict the entry pointed to by
  // the clock hand.

  int m;
  int evct = clock_hand;
  for (m = clock_hand; m < (num_tlb_entries); m++){
    if (tlb[m].vbit_and_vpage & VBIT_MASK == 0 || tlb[m].mr_pframe & RBIT_MASK == 0){
      evct = m;

      break;
    }
  }

  // Then, if the entry to evict has a valid bit = 1,
  // write the M and R bits of the of entry back to the M and R
  // bitmaps, respectively, in the MMU (see mmu_modify_rbit_bitmap, etc.
  // in mmu.h)

  if (tlb[evct].vbit_and_vpage & VBIT_MASK == 1){
    PAGEFRAME_NUMBER pfr = tlb[evct].mr_pframe & PFRAME_MASK;
    int val1 = tlb[evct].mr_pframe & RBIT_MASK;
    int val2 = tlb[evct].mr_pframe & MBIT_MASK;
    mmu_modify_rbit_bitmap (pfr, val1);
    mmu_modify_mbit_bitmap(pfr, val2);
  }

  // Then, insert the new vpage, pageframe, M bit, and R bit into the
  // TLB entry that was just found (and possibly evicted).
   tlb[evct].vbit_and_vpage = VBIT_MASK | new_vpage;
   tlb[evct].mr_pframe = new_mbit | (new_rbit | new_pframe); 
  // Finally, set clock_hand to point to the next entry after the
  // entry found above.
  clock_hand = evct + 1;
}

//Writes the M  & R bits in the each valid TLB
//entry back to the M & R MMU bitmaps.
 void tlb_write_back()
{
   int n;
  for (n = 0; n < num_tlb_entries; n++){
    if (tlb[n].vbit_and_vpage & VBIT_MASK == 1){
       PAGEFRAME_NUMBER pfr = tlb[n].mr_pframe & PFRAME_MASK;
       int val1 = tlb[n].mr_pframe & RBIT_MASK;
       int val2 = tlb[n].mr_pframe & MBIT_MASK;
       mmu_modify_rbit_bitmap (pfr, val1);
       mmu_modify_mbit_bitmap(pfr, val2); 
    }   
    } 
  } 

我从以下行中收到段错误：

tlb[evct].vbit_and_vpage = VBIT_MASK | new_vpage;
tlb[evct].mr_pframe = new_mbit | (new_rbit | new_pframe); 

VBIT_MASK 是一个先前定义的变量，用于屏蔽我现在要插入的位。我不确定我是否误解了如何使用位掩码，或者我的代码是否存在更严重的错误。我意识到要求任何人详细地完成整个事情就太过分了，但是如果有人对我应该考虑朝什么方向解决这个问题有任何建议，我将不胜感激！

Answer 1

我提请您注意此表中 & 的值是多么低：

$ cat /usr/share/misc/operator
Operator                                        Associativity
-------------------------------------------------------------
() [] -> .                                      left to right
! ~ ++ -- - (type) * & sizeof new delete        right to left
->* .*                                          left to right
* / %                                           left to right
+ -                                             left to right
<< >>                                           left to right
< <= > >=                                       left to right
== !=                                           left to right
&                                               left to right
^                                               left to right
|                                               left to right
&&                                              left to right
||                                              left to right
?:                                              right to left
= += -= *= /= %= <<= >>= &= ^= |= throw         right to left
?: (C++, third operand)                         right to left
,                                               left to right

$FreeBSD: src/share/misc/operator,v 1.2.22.1 2009/05/31 18:14:24 ed Exp $

Answer 2

只要使用正确的工具，段错误就非常容易找到。通常我只是启动gdb，查看回溯并立即知道原因。因此，我不会检查您的代码（我没有），而是为您提供一个查找任何段错误（以及许多其他错误）的通用方法：

如果您在 Linux 系统上使用 GCC，我建议您（使用 -Wall -g -ggdb -O0 重新）编译您的代码。 -Wall 将显示有趣的警告，这通常是未定义行为或段错误的原因，并且 -g -ggdb 向您的代码添加一些有用的调试信息，并且 - O0 禁用优化（以便循环内的计数器变量不会被优化等等）。

之后，您应该使用 gdb ./yourprog 启动调试器。然后编写run来启动你的程序。程序崩溃后，您将看到类似“出现段错误，程序因...退出”的内容。输入 bt 显示回溯（即包含行号等的函数调用堆栈） .)。只需查看列表并搜索程序中第一个最顶层的文件，您现在就可以知道发生段错误的确切位置（文件和行号），并且通常情况下是这样。如果您知道确切的行，则很容易确定原因是什么（只需考虑该语句中可能未初始化或 NULL 的内容）

或者，您也可以在该行设置一个 断点 yourfile.c:123 。 （在此示例中，第 123 行）并使用 print your_var_or_pointer 显示变量的内容 检查该行中的所有变量 - 现在您终于应该知道原因是什么了：D

（PS：我不能给出）您建议如何在其他环境（如 Visual Studio 等）中进行调试，但想法是相同的，它们都附带了出色的调试器！）