C - strcmp 分段错误？

Question

我似乎在 strcmp 函数的某个地方遇到了分段错误。 我对 C 还很陌生，我不明白为什么它会给我这个错误。

int linear_probe(htable h, char *item, int k){
  int p;
  int step = 1;
  do {
    p = (k + step++) % h->capacity;
  }while(h->keys[p] != NULL && strcmp(h->keys[p], item) != 0);
  return p;
}

gdb：

Program received signal SIGSEGV, Segmentation fault.
0x0000003a8e331856 in __strcmp_ssse3 () from /lib64/libc.so.6

(gdb) frame 1
#1  0x0000000000400ea6 in linear_probe (h=0x603010, item=0x7fffffffde00 "ksjojf", k=-1122175319) at htable.c:52

编辑：插入代码和htable结构

int htable_insert(htable h, char *item){
  unsigned int k = htable_word_to_int(item);
  int p = k % h->capacity;

  if(NULL == h->keys[p]){
    h->keys[p] = (char *)malloc(strlen(item)+1);
    strcpy(h->keys[p], item);
    h->freqs[p] = 1;
    h->num_keys++;
    return 1;
  }

  if(strcmp(h->keys[p], item) == 0){
    return ++h->freqs[p];
  }

  if(h->num_keys == h->capacity){
    return 0;
  }

  if(h->method == LINEAR_P) p = linear_probe(h, item, k);
  else p = double_hash(h, item, k);

  if(NULL == h->keys[p]){
    h->keys[p] = (char *)malloc(strlen(item)+1);
    strcpy(h->keys[p], item);
    h->freqs[p] = 1;
    h->num_keys++;
    return 1;
  }else if(strcmp(h->keys[p], item) == 0){
    return ++h->freqs[p]; 
  }
  return 0;
}

---

  struct htablerec{
      int num_keys;
      int capacity;
      int *stats;
      char **keys;
      int *freqs;
      hashing_t method;
    };

谢谢

编辑：valgrind - 我输入随机值以添加到表中

sdkgj
fgijdfh
dfkgjgg
jdf
kdjfg
==25643== Conditional jump or move depends on uninitialised value(s)
==25643==    at 0x40107E: htable_insert (htable.c:87)
==25643==    by 0x400AB7: main (main.c:75)
==25643== 
fdkjb
kjdfg
kdfg
nfdg
lkdfg
oijfd
kjsf
vmf
kjdf
kjsfg
fjgd
fgkjfg
==25643== Invalid read of size 8
==25643==    at 0x400E0E: linear_probe (htable.c:51)
==25643==    by 0x401095: htable_insert (htable.c:87)
==25643==    by 0x400AB7: main (main.c:75)
==25643==  Address 0x4c342a0 is not stack'd, malloc'd or (recently) free'd
==25643== 
==25643== Invalid read of size 8
==25643==    at 0x400E2B: linear_probe (htable.c:51)
==25643==    by 0x401095: htable_insert (htable.c:87)
==25643==    by 0x400AB7: main (main.c:75)
==25643==  Address 0x4c342a0 is not stack'd, malloc'd or (recently) free'd
==25643== 
==25643== Invalid read of size 1
==25643==    at 0x4A06C51: strcmp (mc_replace_strmem.c:426)
==25643==    by 0x400E3C: linear_probe (htable.c:51)
==25643==    by 0x401095: htable_insert (htable.c:87)
==25643==    by 0x400AB7: main (main.c:75)
==25643==  Address 0x210 is not stack'd, malloc'd or (recently) free'd
==25643== 
==25643== 
==25643== Process terminating with default action of signal 11 (SIGSEGV)
==25643==  Access not within mapped region at address 0x210
==25643==    at 0x4A06C51: strcmp (mc_replace_strmem.c:426)
==25643==    by 0x400E3C: linear_probe (htable.c:51)
==25643==    by 0x401095: htable_insert (htable.c:87)
==25643==    by 0x400AB7: main (main.c:75)
==25643==  If you believe this happened as a result of a stack
==25643==  overflow in your program's main thread (unlikely but
==25643==  possible), you can try to increase the size of the
==25643==  main thread stack using the --main-stacksize= flag.
==25643==  The main thread stack size used in this run was 8388608.
==25643== 
==25643== HEAP SUMMARY:
==25643==     in use at exit: 1,982 bytes in 28 blocks
==25643==   total heap usage: 28 allocs, 0 frees, 1,982 bytes allocated
==25643== 
==25643== LEAK SUMMARY:
==25643==    definitely lost: 0 bytes in 0 blocks
==25643==    indirectly lost: 0 bytes in 0 blocks
==25643==      possibly lost: 0 bytes in 0 blocks
==25643==    still reachable: 1,982 bytes in 28 blocks
==25643==         suppressed: 0 bytes in 0 blocks
==25643== Rerun with --leak-check=full to see details of leaked memory
==25643== 
==25643== For counts of detected and suppressed errors, rerun with: -v
==25643== Use --track-origins=yes to see where uninitialised values come from
==25643== ERROR SUMMARY: 7 errors from 4 contexts (suppressed: 6 from 6)
Segmentation fault (core dumped)

---

static unsigned int htable_word_to_int(char *word){
  unsigned int result = 0;
  while(*word != '\0'){
    result = (*word++ + 31 * result);
  }
  return result;
}

Answer 1

除了 htable 中的值可能是无效指针（即既不是 NULL 也不是指向合适的 C 字符串的指针）的可能性之外，您还遇到一个严重问题如果它既不包含 NULL 也不包含您要查找的字符串，则为无限循环。

对于眼前的问题，请尝试将代码更改为：

#define FLUSH fflush (stdout); fsync (fileno (stdout))

int linear_probe (htable h, char *item, int k) {
    int pos = k;
    do {
        pos = (pos + 1) % h->capacity;
        printf ("========\n");                    FLUSH;
        printf ("inpk: %d\n",   k);               FLUSH;
        printf ("posn: %d\n",   pos);             FLUSH;
        printf ("cpct: %d\n",   h->capacity);     FLUSH;
        printf ("keyp: %p\n",   h->keys[pos]);    FLUSH;
        printf ("keys: '%s'\n", h->keys[pos]);    FLUSH;
        printf ("item: '%s'\n", item);            FLUSH;
        printf ("========\n");                    FLUSH;
    } while ((pos != k)
          && (h->keys[pos] != NULL)
          && (strcmp (h->keys[pos], item) != 0));
    return pos;
}

这些调试语句应该告诉您出了什么问题。

---

由于您得到：

inpk: -2055051140
posn: -30
cpct: 113
keyp: 0x100000001

就在崩溃之前，很明显有人正在为 k 传递一个虚假值。负数的模运算是 C 标准中定义的实现，因此 pos 也会得到负值。由于 h->pos[-30] 将是未定义的行为，所以所有的赌注都失败了。

找到并修复传入该虚假值（可能是未初始化的变量）的代码，或者通过在函数开头将:

int pos = k;

更改为:

int pos;
if ((k < 0) || (k >= h->capacity))
    k = 0;
pos = k;

来保护您的函数。我实际上会同时做这两件事，但我非常偏执:-)

---

并且，基于另一个更新（哈希键计算，如果您生成一个unsigned int并且然后盲目地将其用作有符号的 int ，您很有可能获得负值：

#include <stdio.h>

int main (void) {
    unsigned int x = 0xffff0000U;
    int y = x;
    printf ("%u %d\n", x, y);
    return(0);
}

此输出：

4294901760 -65536

我的建议是对明确意味着无符号的值使用无符号整数。

Answer 2

如果您使用的是 Linux，请尝试 valgrind。它可以告诉您有关无效访问、内存泄漏、未初始化变量等的信息。输出可能看起来很混乱且难以阅读，但如果您继续尝试，它会给您带来奖励。发生了什么事：

1. 使用 -g 开关构建程序以包含调试信息
2. 使用 valgrind 运行程序：valgrind ./myprogram
3. 通过读取输出获利

正如我所说，输出可能看起来很混乱，所以也许首先尝试一些简单的程序（普通的空主程序），看看一切正常时它是什么样子，然后尝试故意让你的程序崩溃，比如：

int *bullet = 0;
*bullet = 123;

并查看输出。

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可以在此处找到带有示例的很好的基本介绍。

---

当您提供 valgrind 输出时，我将开始修复那里列出的问题。首先，条件跳转或移动取决于未初始化的值错误。您可以按照 valgrind 建议使用 --track-origins=yes 重新运行 valgrind 以查看更多详细信息，然后修复它（代码片段中没有行号，我无法为您提供更多帮助）。

./valgrind --track-origins=yes ./myprogram      #don't switch parameters!

那么 Invalid read of size 1 错误意味着您已经在访问不属于您的内存，但仅读取它，因此它“不介意”。但这仍然是一个不应该发生的错误，因此请修复它（如果第一个错误修复没有修复）。

最后，访问不在映射区域内是对未分配的内存的写入。

现在尝试按照 valgrind 建议（例如使用开关重新运行它）修复错误（以便 valgrind 列出它们）。

Answer 3

好吧，您没有包含围绕填充此哈希表等的 htable 的代码。
strcmp 可能出现段错误，因为您要么给它一个 NULL 字符串，要么给它一个未正确以 0 结尾的字符数组...

Answer 4

h->keys 是否完全用 NULL 初始化？否则里面会有随机指针。

顺便说一句，

h->keys[p] = (char *)malloc(strlen(item)+1);
strcpy(h->keys[p], item);

如果函数发出错误信号，请务必检查函数返回的有效性，无论错误情况有多么不可能。 malloc() 失败时返回 NULL。

Answer 5

乍一看，我的猜测是您的段错误来自 p - 您从未初始化该变量，因此不能保证它从零开始；据您所知，它可能从 -123456 开始，然后您将访问无效的内存地址。编辑：误读了 do-while 循环。忽略这一段。

再看一眼，我会检查 h->keys[p] 是否是一个以 null 结尾的字符串 - strcmp 继续读取值，直到达到零字节；如果没有这样的字节，它可以继续下去，直到遇到无效的内存地址。