Linux программирование в примерах
вернуться

Роббинс Арнольд
Шрифт:

0x080865e0 0x4 at /home/arnold/Gnu/gawk/gawk-3.1.3/field.c:76

0x08086670 0x78 at /home/arnold/Gnu/gawk/gawk-3.1.3/awkgram.y:1369

0x08086700 0xe at /home/arnold/Gnu/gawk/gawk-3.1.3/node.c:337

0x08086718 0x1f at /home/arnold/Gnu/gawk/gawk-3.1.3/awkgram.y:1259

Вывод представляет собой список мест, в которых

gawk
выделяет память, которая в дальнейшем не освобождается. Обратите внимание, что постоянное подвешивание к динамической памяти является замечательным, если это сделано намеренно. Все показанные здесь случаи являются выделениями такого рода.

15.5.2.2. Electric Fence

В разделе 3.1 «Адресное пространство Linux/Unix» мы описали, как динамическая память выделяется из кучи, которая может расти и сокращаться (с помощью вызовов

brk
или
sbrk
, описанных в разделе 3.2.3 «Системные вызовы:
brk
и
sbrk
»).

Ну, картина, которую мы там представили, является упрощением действительности. Более развитые системные вызовы (не рассматриваемые в данной книге) позволяют добавлять в адресное пространство процесса дополнительные, необязательно смежные сегменты памяти. Многие отладчики

malloc
работают с использованием этих системных вызовов для добавления новых областей адресного пространства при каждом выделении. Преимуществом этой схемы является то, что операционная система и аппаратное обеспечение защиты памяти компьютера взаимодействуют для обеспечения недействительности доступа к памяти за пределами этих изолированных сегментов, генерируя сигнал
SIGSEGV
. Эта схема изображена на рис. 15.1.

Рис. 15.1. Адресное пространство Linux/Unix, включая специальные области

Первым пакетом отладки, реализовавшим эту схему, был Electric Fence. Electric Fence является вставляемым заместителем для

malloc
и др. Он работает на многих системах Unix и GNU/Linux; он доступен с FTP архива его авторов. [178] Он поставляется также со многими дистрибутивами GNU/Linux, хотя, возможно, вам придется выбрать ею явным образом при установке системы.

178

ftp://ftp.perens.com/pub/ElectricFence
— Примеч. автора.

После компоновки программы с Electric Fence любой доступ за пределами выделенной памяти генерирует

SIGSEGV
. Electric Fence также перехватывает попытки использования уже освобожденной памяти. Вот простая программа, которая иллюстрирует обе проблемы.

1 /* ch15-badmem1.с --- плохо обращается с памятью */

2

3 #include <stdio.h>

4 #include <stdlib.h>

5

6 int main(int argc, char **argv)

7 {

8 char *p;

9 int i;

10

11 p = malloc(30);

12

13 strcpy(p, "not 30 bytes");

14 printf("p = <%s>\n", p);

15

16 if (argc ==2) {

17 if (strcmp(argv[1], "-b") == 0)

18 p[42] = 'a'; /* коснуться за пределами границы */

19 else if (strcmp(argv[1], "-f") == 0) {

20 free(p); /* освободить память, затем использовать ее */

21 p[0] = 'b';

22 }

23 }

24

25 /* освобождение (p); */

26

27 return 0;

28 }

Эта программа осуществляет простую проверку опций командной строки, чтобы решить, как вести себя плохо:

– b
вызывает доступ к памяти за ее выделенными страницами, а
– f
пытается использовать освобожденную память. (Строки 18 и 21 являются соответственно опасными.) Обратите внимание, что без опций указатель никогда не освобождается (строка 25), Electric Fence не перехватывает этот случай.

Одним из способов использования Electric Fence, способом, который гарантированно работает на различных системах Unix и GNU/Linux, является статическая компоновка с ним вашей программы. Затем программа должна быть запущена из отладчика. (Документация Electric Fence явно указывает, что Electric Fence не следует компоновать с двоичным файлом готового изделия.) Следующий сеанс демонстрирует эту процедуру и показывает, что происходит для обеих опций командной строки:

$ cc -g ch15-badmem1.c -lefence -о ch15-badmem1 /* Откомпилировать; компоновка статическая */

$ gdb ch15-badmem1 /* Запустить из отладчика */

GNU gdb 5.3

...

(gdb) run -b /* Попробовать опцию -b */

Starting program: /home/arnold/progex/code/ch15/ch15-badmem1 -b

[New Thread 8192 (LWP 28021)]

Electric Fence 2.2.0 Copyright (C) 1987-1999 Bruce Perens <bruce@perens.com>

p = <not 30 bytes>