是什么导致以下代码中的分段错误？

【问题标题】：What causes the segmentation fault in the following piece of code?是什么导致以下代码中的分段错误？
【发布时间】：2021-11-25 17:36:19
【问题描述】：

我有另一个文件 (card.raw) 必须检查已删除的图像。我将一个缓冲区读入内存，然后检查它是否是图像的开始，如果是，我写入第一个缓冲区，如果它不是新图像的开始，它会继续写入直到下一个图像开始。图像在 card.raw 文件中是背靠背的。我在代码中放置了一些 printf 函数，并将段错误隔离到最后一个 fwrite 函数，但我不知道是什么原因造成的。我已经尝试过 Valgrind，但我不确定输出的含义或如何修复它。

#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <stdbool.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    FILE *raw = fopen(argv[1], "r");
    int SIZE = sizeof(raw);
    int buffer[512];
    int JPEG_num = 0;
    FILE *img[50];
    char filename[4];

    for(int j = 0; j < SIZE; j++)
    {
        for(int i = 0; i < 512; i++)
        {
            fread(&buffer[i], 1, 1, raw);
        }
        if(buffer[0] == 0xff)
        {
            if(buffer[1] == 0xd8)
            {
                if(buffer[2] == 0xff)
                {
                    if(buffer[3] >= 0xe0 && buffer[3] <= 0xef)
                    {
                        if(JPEG_num == 0)
                        {
                            sprintf(filename, "%03i.jpg", 0);
                            img[0] = fopen(filename, "w");
                            fwrite(&buffer, 1, 512, img[0]);
                            JPEG_num++;
                        }
                        else
                        {
                            fclose(img[0]);
                            sprintf(filename, "%03i.jpg", JPEG_num);
                            img[JPEG_num] = fopen(filename, "w");
                            fwrite(&buffer, 1, 512, img[JPEG_num]);
                            JPEG_num++;
                        }
                    }
                }
            }
        }
        else
        {
            if(JPEG_num != 0)
            {
                fwrite(&buffer, 1, 512, img[JPEG_num]);
                JPEG_num++;
            }
        }
    }
    fclose(img[JPEG_num]);
}

编辑

我将文件名大小和 if 条件以及 SIZE 整数更改为指针的大小（我不确定我是否像建议的那样正确地这样做了）

#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <stdbool.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    FILE *raw = fopen(argv[1], "r");
    int SIZE = sizeof(*raw);
    int buffer[512];
    int JPEG_num = 0;
    FILE *img[50];
    char filename[9];

    for(int j = 0; j < SIZE; j++)
    {
        for(int i = 0; i < 512; i++)
        {
            fread(&buffer[i], 1, 1, raw);
        }
        if(buffer[0] == 0xff && buffer[1] == 0xd8 && (buffer[3] >= 0xe0 && buffer[3] <= 0xef))
        {
            if(JPEG_num == 0)
            {
                sprintf(filename, "%03i.jpg", 0);
                img[0] = fopen(filename, "w");
                fwrite(&buffer, 1, 512, img[0]);
                JPEG_num++;
            }
            else
            {
                fclose(img[0]);
                sprintf(filename, "%03i.jpg", JPEG_num);
                img[JPEG_num] = fopen(filename, "w");
                fwrite(&buffer, 1, 512, img[JPEG_num]);
                JPEG_num++;
            }
        }
        else
        {
            if(JPEG_num != 0)
            {
                fwrite(&buffer, 1, 512, img[JPEG_num]);
                JPEG_num++;
            }
        }
    }
    fclose(img[JPEG_num]);
}

编辑

我删除了int SIZE = sizeof(*raw);，只是将for(int j = 0; j &lt; SIZE; j++) 循环更改为while (fread(buffer, 1, 512, raw) == 512) 循环

#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <stdbool.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    FILE *raw = fopen(argv[1], "r");
    int buffer[512];
    int JPEG_num = 0;
    FILE *img[50];
    char filename[260];

    while( fread(buffer, 1, 512, raw) == 512 )
    {
        for(int i = 0; i < 512; i++)
        {
            fread(&buffer[i], 1, 1, raw);
        }
        if(buffer[0] == 0xff && buffer[1] == 0xd8 && buffer[2] == 0xff && (buffer[3] >= 0xe0 && buffer[3] <= 0xef))
        {
            printf("A\n");
            if(JPEG_num == 0)
            {
                sprintf(filename, "%03i.jpg", 0);
                img[0] = fopen(filename, "w");
                fwrite(&buffer, 1, 512, img[0]);
            }
            else
            {
                fclose(img[JPEG_num - 1]);
                sprintf(filename, "%03i.jpg", JPEG_num);
                img[JPEG_num] = fopen(filename, "w");
                fwrite(&buffer, 1, 512, img[JPEG_num]);
                JPEG_num++;
            }
        }
        else
        {
            if(JPEG_num != 0)
            {
                fwrite(&buffer, 1, 512, img[JPEG_num]);
            }
        }
    }
    fclose(img[JPEG_num]);
}

编辑

我放置了几个printf 函数来查看问题出在哪里。它只是打印出 1 和 2。它从不进入 if 条件。

#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <stdbool.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    FILE *raw = fopen(argv[1], "r");
    int buffer[512];
    int JPEG_num = 0;
    FILE *img[50];
    char filename[260];

    while( fread(buffer, 1, 512, raw) == 512 )
    {
        printf("1\n");
        for(int i = 0; i < 512; i++)
        {
            fread(&buffer[i], 1, 1, raw);
        }
        printf("2\n");
        if(buffer[0] == 0xff && buffer[1] == 0xd8 && buffer[2] == 0xff && (buffer[3] >= 0xe0 && buffer[3] <= 0xef))
        {
            printf("A\n");
            if(JPEG_num == 0)
            {
                printf("B\n");
                sprintf(filename, "%03i.jpg", 0);
                printf("C\n");
                img[0] = fopen(filename, "w");
                printf("D\n");
                fwrite(&buffer, 1, 512, img[0]);
                printf("E\n");
            }
            else
            {
                printf("!\n");
                fclose(img[JPEG_num - 1]);
                printf("@\n");
                sprintf(filename, "%03i.jpg", JPEG_num);
                printf("#\n");
                img[JPEG_num] = fopen(filename, "w");
                printf("^\n");
                fwrite(&buffer, 1, 512, img[JPEG_num]);
                printf("&\n");
                JPEG_num++;
            }
        }
        else
        {
            if(JPEG_num != 0)
            {
                printf("3\n");
                fwrite(&buffer, 1, 512, img[JPEG_num]);
                printf("4\n");
            }
        }
    }
    fclose(img[JPEG_num]);
}

编辑

#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <stdbool.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    FILE *raw = fopen(argv[1], "r");
    int buffer[512];
    int JPEG_num = 0;
    FILE *img[50];
    char filename[260];

    while (fread(buffer, 1, 512, raw) == 512)
    {
        if(buffer[0] == 0xff && buffer[1] == 0xd8 && buffer[2] == 0xff && (buffer[3] >= 0xe0 && buffer[3] <= 0xef))
        {
            if(JPEG_num == 0)
            {
                sprintf(filename, "%03i.jpg", 0);
                img[0] = fopen(filename, "w");
                fwrite(&buffer, 1, 512, img[0]);
            }
            else
            {
                fclose(img[JPEG_num - 1]);
                sprintf(filename, "%03i.jpg", JPEG_num);
                img[JPEG_num] = fopen(filename, "w");
                fwrite(&buffer, 1, 512, img[JPEG_num]);
                JPEG_num++;
            }
        }
        else
        {
            if(JPEG_num != 0)
            {
                fwrite(&buffer, 1, 512, img[JPEG_num]);
            }
        }
    }
    fclose(img[JPEG_num]);
}

【问题讨论】：

  • 你编译时是否打开了所有警告？还是在调试器中运行？其中任何一个都有能力立即指出问题。
  • char filename[4];。您实际上在其中存储了超过 4 个字节。你应该质疑int SIZE = sizeof(raw)...
  • 什么意思我应该质疑 int SIZE = sizeof(raw)？
  • for(int i = 0; i &lt; 512; i++){ fread(&amp;buffer[i], 1, 1, raw);} 最好用单次读取写入 fread(buffer, 1, 512, raw);
  • 您的 SIZE 循环应该是 while( fread(buffer, 1, 512, raw) == 512 )。除非您阅读文件或统计文件，否则您无法知道文件中有多少数据。但是当文件是管道时，统计文件会失败，所以最好只读取直到没有更多数据。

标签： c segmentation-fault


【解决方案1】：

“导致分段错误的原因...”

有几个地方可能会出现分段错误。一个突出的是：

char filename[4];
...
sprintf(filename, "%03i.jpg", 0);

在此示例中，filename 有足够的空间来包含 3 个字符 + nul 终止符。它需要至少声明为 8 以包含 "%03i.jpg", 0 的结果。 （如果有足够的空间，filename 将填充 000.jpg。）

如果您不使用小型嵌入式微处理器，则没有理由不创建具有足够空间的path 变量。例如：

char filename[PATH_MAX];//if PATH_MAX is not defined, use 260

请注意，写入您的进程不拥有的内存区域会调用未定义的行为，这可能以分段错误的形式出现，或者更糟糕的是，似乎可以正常工作。例如，如果您的代码碰巧将变形值写入filename 变量，然后该变量随后用于打开文件：

img[0] = fopen(filename, "w");

不知道结果会怎样。因为您的代码没有检查此调用的结果，所以存在更多潜在问题。

编辑以解决文件大小...

int SIZE = sizeof(*raw);

不提供文件的大小。它将返回指针的大小，即 4 或 8 字节，具体取决于应用程序是构建为 32 位还是 64 位。考虑使用 this approach 之类的东西来获取文件大小的实际值，从而产生如下调用：

unsigned long SIZE = fsize(argv[1]);

【讨论】：

  • 我更改了文件名大小，但仍然出现分段错误。
  • @Dylan - 在哪里？您是否在调试模式下运行代码并单步执行？
  • 我将其编辑为 char filename[260];它仍然在同一个地方给出一个段错误。
  • @Dylan ...结果如何？
  • @Dylan - 您是否已采取措施执行已提出的任何其他建议？您是否使用调试器逐步完成？您是否在启用所有警告的情况下进行编译。将这些建议与您在答案/cmets 方面收到的输入以及您自己对其余部分的故障排除一起，对您的好处会大得多。如果在执行此操作的过程中您发现 另一个 问题您无法回答，那么一定要回来发布关于该新问题的 另一个 问题。
【解决方案2】：

正如 ryker 所说，这里有几个可能的故障点。

另一个是 int SIZE = sizeof(raw); 将 SIZE 设置为指针的大小（4/8 字节）。

【讨论】：

    【解决方案3】：

    除了其他答案所说的之外，文件指针的处理也被破坏了：

            if(buffer[0] == 0xff && buffer[1] == 0xd8 && (buffer[3] >= 0xe0 && buffer[3] <= 0xef))
        {  // We found a new header, lets create a new file...
            if(JPEG_num == 0)
            {
                sprintf(filename, "%03i.jpg", 0);
                img[0] = fopen(filename, "w");   // Open img[0]
                fwrite(&buffer, 1, 512, img[0]); // Write to img[0]
                JPEG_num++;                      // JPEG_num is 1 ahead of the used index in `img` array!
            }
            else
            {
                fclose(img[0]);   // This will close the same FILE* again and again...
                sprintf(filename, "%03i.jpg", JPEG_num);
                img[JPEG_num] = fopen(filename, "w");  
                fwrite(&buffer, 1, 512, img[JPEG_num]);
                JPEG_num++;
            }
        }
        else
        {  // No new header, just write
            if(JPEG_num != 0)  
            {  // Only write after we found first header
                fwrite(&buffer, 1, 512, img[JPEG_num]);  // OUCH! Remember: JPEG_num is 1 ahead of the index in `img` array.
                JPEG_num++; // OUCH: We use same file but now JPEG_num is 2 or more ahead of index in `img` array.
            }
        }
    }
    fclose(img[JPEG_num]);

    因此，您通过阵列的速度太快了。

    要么使用JPEG_num-1，并且仅在创建新文件后递增，

    或

    只需删除整个数组，然后改用单个 FILE *outfile;。

    改进的版本是（由 OP 添加错误检查）：

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

int main(int argc, char *argv[])
{
    FILE *raw = fopen(argv[1], "rb");
    int buffer[512];
    FILE *outfile = NULL;
    char filename[9];
    int JPEGnum = 0;

    while (fread(buffer, 1, 512, raw) == 512)
    {
        if (buffer[0] == 0xff 
         && buffer[1] == 0xd8 
         && buffer[2] == 0xff
         && (buffer[3] >= 0xe0 && buffer[3] <= 0xef))
        { // We found a new header, let's create a new file...
            if (outfile != NULL)
            {
                fclose(outfile);
            }
            sprintf(filename, "%03i.jpg", JPEG_num);
            outfile = fopen(filename, "wb");  
            fwrite(buffer, 1, 512, outfile);
            JPEG_num++;
        }
        else
        { // No new header, just write
            if (outfile != NULL)  
            {  // Only write after we found first header
                fwrite(buffer, 1, 512, outfile); 
            }
        }
    }
    if (outfile != NULL) // Check if we found at least one JPEG header
        fclose(outfile);
}

    在这里，我还修复了FILE 数据类型而不是文件大小的错误循环。 文件也以二进制模式打开。

    【讨论】：

    • 我把它改成了JPEG_num - 1 并去掉了最后一个JPEG_num ++
    • 然后发生了什么？
    • 还是同样的段错误
    • 那么您需要提供另一个更新版本。或者你可以测试我的改进版本。
    • 您是否打算建议 OP 编辑​​帖子以更改有问题的代码？
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