C 语言中的段错误 (SIGSEGV) 与总线错误 (SIGBUS) 的区别

段错误 (SIGSEGV) 和 总线错误 (SIGBUS) 是 C 编程中两个常见的运行时错误，它们都表示与内存相关的问题。理解它们之间的区别对于调试和编写健壮的代码至关重要。本说明将探讨段错误和总线错误的根本原因、特性和调试策略。

段错误 (SIGSEGV) 和总线错误 (SIGBUS) 是 C 编程中的关键运行时错误，表示与内存相关的问题。当程序尝试访问未经授权的内存时（通常是由于空指针解引用或数组越界访问），会生成段错误。调试策略包括使用 gdb 等工具和仔细的指针管理。

相比之下，总线错误 表示尝试以不兼容硬件要求的方式访问内存，例如内存地址未对齐或内存映射文件存在问题。调试涉及检查内存对齐，谨慎处理指针算术，并确保正确使用数据类型。

这两种错误都会终止程序，并提供带有文件和行号信息的错误消息。调试工具和实践对于识别和解决这些问题以及创建稳定可靠的 C 程序至关重要。了解这些错误及其区别，可以使开发人员能够编写更安全的代码，最大限度地减少运行时问题的风险，并提高 C 应用程序的整体健壮性。

1. 段错误 (SIGSEGV)

当程序尝试访问未经授权的内存时，可能会发生段错误。通常发生的原因如下：

解引用空指针或未初始化指针：通过尚未分配有效地址或指向 NULL 的指针访问内存。

缓冲区溢出：向缓冲区写入的数据量超过其分配的大小，导致覆盖相邻内存。

数组越界访问：访问超出其声明大小的数组元素。

尝试修改只读内存：尝试写入标记为只读的内存区域。

段错误特性

错误消息：当发生段错误时，程序将被终止，并且通常会显示一条错误消息，指示错误发生的文件来源和行号。

信号：发送给程序的信号是 SIGSEGV。

核心转储：操作系统可能会生成一个核心转储文件，提供崩溃期间程序内存的快照。

段错误调试策略

使用调试工具：利用 gdb (GNU Debugger) 等工具跟踪程序执行，并识别发生无效内存访问的点。

检查指针：确保所有指针在解引用之前都已正确初始化并指向有效的内存位置。

数组边界检查：注意在数组边界内访问数组元素。避免缓冲区溢出。

审查内存分配：验证内存是否已适当分配和取消分配，并且指针没有悬空。

2. 总线错误 (SIGBUS)

总线错误表示尝试以硬件无法支持的方式访问内存。原因包括：

内存地址未对齐：在非数据大小倍数的地址访问数据（例如，尝试在奇数地址访问 4 字节整数）。

未对齐的数据类型：某些体系结构要求某些数据类型存储在特定的内存地址。

内存映射文件：当文件不再可用或大小不正确时，访问内存映射文件时出现问题。

总线错误特性

错误消息：与段错误类似，总线错误会导致程序终止，并显示指明文件来源和行号的错误消息。

信号：发送给程序的信号是 SIGBUS。

核心转储：与 段错误 类似，操作系统可能会生成核心转储文件用于调试。

总线错误调试策略

使用调试工具：使用 gdb 或其他工具分析导致总线错误的程序行为。

检查内存对齐：确保按照硬件要求访问内存。使用适当的数据类型，并在需要时对数据结构进行对齐。

检查内存映射文件：如果错误与内存映射文件有关，请验证它们是否已正确打开且大小适当。

指针算术：谨慎使用指针算术，并避免可能导致内存地址未对齐的计算。

使用 C 程序展示总线错误。

输出

Bus error (core dumped)

此 错误消息 表明发生了 总线错误，并且程序已被终止。 (core dumped) 部分表明可能已生成核心转储文件用于调试。