linux 程序崩溃

基础概念

Linux程序崩溃通常指的是程序在运行过程中由于某种原因突然终止执行。这可能是由于程序错误、资源耗尽、非法操作或其他外部因素引起的。

类型

段错误（Segmentation Fault）：程序试图访问未分配的内存区域。
总线错误（Bus Error）：程序试图访问非法的内存地址。
浮点异常（Floating Point Exception）：程序执行了非法的浮点运算。
信号（Signal）：操作系统向程序发送信号，如SIGSEGV（段错误）或SIGFPE（浮点异常）。

应用场景

Linux程序崩溃可能发生在各种应用场景中，包括但不限于：

服务器：处理大量请求的Web服务器或数据库服务器。
嵌入式系统：运行在各种设备上的实时操作系统。
桌面应用：图形界面应用程序。

原因及解决方法

1. 段错误（Segmentation Fault）

原因：通常是由于访问未分配的内存区域或使用已释放的内存。 解决方法：

使用valgrind等工具检查内存泄漏和非法内存访问。
确保所有指针在使用前都已正确初始化。
避免在函数返回后使用局部变量的地址。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    int *ptr = NULL;
    printf("%d\n", *ptr); // 段错误
    return 0;
}

参考链接：valgrind官网

2. 总线错误（Bus Error）

原因：通常是由于访问非法的内存地址，如未对齐的地址。 解决方法：

确保内存访问是对齐的。
使用mprotect函数保护内存区域。

#include <stdio.h>
#include <sys/mman.h>

int main() {
    void *addr = mmap(NULL, 4096, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS, -1, 0);
    if (addr == MAP_FAILED) {
        perror("mmap");
        return 1;
    }
    *(int *)addr = 123; // 可能导致总线错误
    munmap(addr, 4096);
    return 0;
}

参考链接：mmap手册

3. 浮点异常（Floating Point Exception）

原因：通常是由于执行了非法的浮点运算，如除以零。 解决方法：

在进行浮点运算前检查除数是否为零。

#include <stdio.h>

int main() {
    float a = 1.0;
    float b = 0.0;
    if (b != 0.0) {
        printf("%f\n", a / b);
    } else {
        printf("Division by zero\n");
    }
    return 0;
}

参考链接：IEEE 754浮点标准

4. 信号（Signal）

原因：操作系统向程序发送信号，如SIGSEGV或SIGFPE。 解决方法：

使用signal或sigaction函数处理信号。

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <stdlib.h>

void handler(int sig) {
    printf("Caught signal %d\n", sig);
    exit(1);
}

int main() {
    signal(SIGSEGV, handler);
    int *ptr = NULL;
    printf("%d\n", *ptr); // 捕获段错误信号
    return 0;
}

参考链接：signal手册