如何解决 malloc 崩溃问题

Question

我继承了大量遗留代码。到目前为止一直运行良好。突然，在我无法在内部重现的客户试用中，它在 malloc 中崩溃了。我认为我需要添加工具，例如在 malloc 之上我有自己的 malloc，它存储有关每个 malloc 的一些元信息，例如谁进行了 malloc 调用。当它崩溃时，我可以查找元信息并查看发生了什么。几年前我做过类似的事情，但现在想不起来了……我相信人们已经想出了更好的主意。很高兴收到意见。

谢谢

Answer 1

内存分配是否损坏？

尝试 valgrind。

Malloc 仍然崩溃。

好的，我必须假设您的意思是 SIGSEGV（分段错误）在 malloc 中触发。这通常是由堆损坏引起的。堆损坏本身不会导致分段错误，通常是由于数组访问超出数组范围而导致的。这通常与调用 malloc 的位置相去甚远。

malloc 在它返回给您的内存块“前面”存储一个小信息头。该信息通常包含块的大小和指向下一个块的指针。不用说，改变其中任何一个都会导致问题。通常，下一个块指针会更改为无效地址，并且下次调用 malloc 时，它最终会取消引用坏指针和分段错误。或者它不会并开始将随机内存解释为堆的一部分。最终它的运气耗尽了。

请注意，如果块被释放或空闲块列表混乱，free 也会发生同样的事情。

如何捕获此类错误完全取决于您如何访问 malloc 返回的内存。单个struct 的malloc 通常不是问题；通常是数组的 malloc 引起您的注意。使用负数（-1 或 -2）索引通常会为您提供当前块的块头，而索引超过数组末尾可以为您提供下一个块的头。两者都是有效的内存位置，因此不会出现分段错误。

所以首先要尝试的是范围检查。您提到这出现在客户的网站上；也许是因为他们正在使用的数据集更大，或者输入数据已损坏（例如，它说分配 100 个元素，然后初始化 101），或者他们正在以不同的顺序执行操作（这将错误隐藏在你的内部测试），或者做一些你没有测试过的事情。如果没有更多细节，很难说。您应该考虑编写一些内容来检查您的输入数据。

Answer 2

尝试 Asan

AddressSanitizer（又名 ASan）是 C/C++ 的内存错误检测器。它发现：

Use after free (dangling pointer dereference)
Heap buffer overflow
Stack buffer overflow
Global buffer overflow
Use after return
Use after scope
Initialization order bugs
Memory leaks

请找到链接以了解更多信息以及如何使用它

https://github.com /google/sanitizers/wiki/AddressSanitizer 和
https://github.com/google/sanitizers/wiki/AddressSanitizerFlags

Answer 3

我知道这已经很旧了，但是只要我们有指针，这样的问题就会继续存在。尽管 valgrind 是实现此目的的最佳工具，但它的学习曲线很陡，而且结果往往令人难以理解。

假设您正在开发一些 *nux，我可以建议的另一个工具是 electricfence。引用：

Electric Fence 可以帮助您检测两个常见的编程错误：

software that overruns the boundaries of a malloc() memory allocation,
software that touches a memory allocation that has been released by free().
Unlike other malloc() debuggers, Electric Fence will detect read accesses
as well as writes, and it will pinpoint the exact instruction that causes
an error.

用法非常简单。只需将您的代码与附加库 lefence 链接即可
当您运行应用程序时，当内存损坏时将生成一个核心文件，而不是当使用损坏的内存时。