新算子中的故障分割

Question

update：纠正malloc(sizeof(500))后仍然存在分割错误

在下面的代码中，我遇到了一个分段错误：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <functional>

struct Data {
  std::string name;

  std::function<int()> work;

  std::vector<int*> v1 {nullptr, nullptr, nullptr, nullptr};
  std::vector<int*> v2 {nullptr, nullptr, nullptr, nullptr};

  int* v3 {nullptr};
  int* v4 {nullptr};
};

int main() {
  std::cout << sizeof(Data) << "\n";   // Just to make sure sizeof(Data) < 500

  auto raw = malloc(500);      // Allocate memory

  auto int_ptr = static_cast<int*>(raw);
  int_ptr ++; 

  auto ptr = reinterpret_cast<Data*>(int_ptr);
  new (ptr) Data();                     // GDB reports segmentation fault here

  free(raw);
}

编译命令：

clang++-9 -std=c++14 -stdlib=libc++ -ggdb3 prog.cpp -lc++abi -O2

我认为内存应该足够大来存储Data，但是为什么在new中会出现分段错误？

Answer 1

你的问题是：

auto raw = malloc(sizeof(500)); 

'500‘是一个整数，所以sizeof(500)返回4。

auto raw = malloc(500); 

与此无关，但您可能需要：

  auto int_ptr = static_cast<int*>(raw);
  int_ptr += 2; 

这样指针就可以保持8字节对齐(假设您使用的是64位OS)。另外，不要忘记在调用空闲之前调用dtor (否则内存泄漏)。

ptr->~Data();

Answer 2

通常，由于不正确的对齐，代码具有未定义的行为。我将尝试在下面的例子中解释它。

让我们假设您所处的是一个具有4字节int的64位架构。在这样的系统上，malloc通常会给你一个16字节对齐的内存块.然后，当将4个字节添加到这个边界(raw加上4个字节)时，得到的地址(ptr)是对齐的4字节，而不是对齐的8字节或16字节。

现在，Data有一些自然的对齐方式，很可能是8字节。您可以通过alignof(Data)表达式找到它。当您尝试在4字节对齐地址上创建Data类型的对象时，此导致未定义的行为。

另外，正如其他人所指出的，您需要手动调用通过放置new创建的对象的析构函数。

Answer 3

如果您正在编写C++，通常使用malloc并不好。您可以使用向量作为缓冲区，也可以创建字符数组。

int main() {
  std::vector<char> buffer(500);

  auto ptr = reinterpret_cast<Data*>(buffer.data());
  new (ptr) Data;   
}