你好，我是雜湯君。

最近踩了公交車錯誤的坑，簡單總結(jié)了一下，再分享一下。

什么是公交車錯誤？

平時開發(fā)過程中，我們經(jīng)常遇到的導(dǎo)致流程崩潰的錯誤大部分是分段錯誤。段錯誤是指訪問超出系統(tǒng)提供的內(nèi)存空間的內(nèi)存，包括空指針操作、數(shù)組超出范圍等。

與段錯誤一樣，總線錯誤(Bus Error)是因?yàn)閷ξ磁判虻刂返脑L問導(dǎo)致CPU讀數(shù)據(jù)違反了特定的總線規(guī)則。

出于性能考慮，當(dāng)需要訪問數(shù)據(jù)時，CPU必須對地址進(jìn)行排序。如果不是地址排序訪問，SIGBUS信號將發(fā)送到進(jìn)程，進(jìn)程將生成核心dump。

總線錯誤與CPU體系結(jié)構(gòu)相關(guān)，某些體系結(jié)構(gòu)中的CPU支持支持無序訪問。下面我們通過例子分析一下。

總線錯誤示例

# include

# include

#pragma pack(1)

Struct struct_x

{

CHAR A；

float b；

CHAR C；

}

#pragma pack()

int main(void)

{

struct struct _ x test={ 0 }；

printf(' sizeof(struct struct _ x)=% LD \ n '，size of(測試))；

=1；

=2.0；

=3；

char * a=；

float * b=；

char * c=；

Printf('*a=%d，addr=%p\n '，*a，a)；

Printf('*b=%f，addr=%p\n '，*b，b)；

Printf('*c=%d，addr=%p\n '，*c，c)；

return 0；

}#pragma pack編譯器排序可以更改。

#pragma pack(n) /*指定以n字節(jié)對齊*/

#pragma pack() /*取消對齊自定義字節(jié)*/在PC端正常工作。

X86/x64系列CPU都支持非對齊訪問，因此還提供了禁用此機(jī)制的開關(guān)。如果X86/x64體系結(jié)構(gòu)不需要排序訪問，則會產(chǎn)生性能成本。

但是，在arm主板上測試以下內(nèi)容：

發(fā)生總線錯誤，因?yàn)楹诵淖兞縯est的成員B的地址是未排序的地址。CPU訪問地址要求是4字節(jié)對齊，訪問*(addr0x001)導(dǎo)致異常。

此時，請?jiān)趕truct_x的成員a、b之前添加占3個字節(jié)的成員d，以查看是否報告了錯誤。

Struct struct_x

{

CHAR A；

茶d[3]；

float b；

CHAR C；

}

此時，成員b可以正常訪問，因?yàn)閎的地址在4字節(jié)對齊地址中。

上述公交車錯誤無疑是由于對齊問題造成的。

但是這里有一個疑問。將成員B的類型更改為int類型是否會導(dǎo)致總線錯誤？

# include

# include

#pragma pack(1)

Struct struct_x

{

CHAR A；

int b；

CHAR C；

}

#pragma pack()

int main(void)

{

struct struct _ x test={ 0 }；

printf(' sizeof(struct struct _ x)=% LD \ n '，size of(測試))；

=1；

=2；

=3；

char * a=；

int * b=；

char * c=；

Printf ('sizeof (float)=% d，sizeof (int)=% d \ n '，sizeof (float)，sizeof (int)

Printf('*a=%d，addr=%p\n '，*a，a)；

Printf('*b=%d，addr=%p\n '，*b，b)；

Printf('*c=%d，addr=%p\n '，*c，c)；

return 0；

}

其中，int類型的b成員可以正常訪問。其中，成員B的地址與上面發(fā)生總線錯誤的成員B的地址(float類型)完全相同。float類型和int類型也占用4個字節(jié)，但int類型B成員可能支持未排序的訪問。

現(xiàn)在，暫時認(rèn)為CPU是這樣設(shè)計(jì)的。能說明這個問題的朋友歡迎評論討論。感謝大家。

摘要

上述int類型的B成員可以正常訪問，但在實(shí)際編程中，必須小心修改排序。如有必要，請嘗試使修改后的排序的代碼范圍盡可能小。例如，只關(guān)注結(jié)構(gòu)體，很清楚有這樣的事情，所以在后面添加代碼時要非常小心。

以上是這次分享。如果你認(rèn)為文章有幫助，請轉(zhuǎn)達(dá)，謝謝。(大衛(wèi)亞設(shè))。

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