解引用NULL会导致挂死？

落日映苍穹つ 2023-06-29 02:25 3阅读 0赞

来源：公众号【编程珠玑】

作者：守望先生

ID：shouwangxiansheng

解引用NULL指针为什么会出错，导致程序挂死？或者说访问内存地址为0的位置为什么会视为非法？

## 先了解NULL ##

参考《[NULL,0,'\\0'有何区别？][NULL_0_0]》。

## 解引用NULL ##

解释问题之前，先描述问题。请看下面的代码：

//来源：公众号【编程珠玑】
    //https://www.yanbinghu.com
    #include<stdio.h>
    int main(void)
    {
        char *p = NULL;
        char c = *p;
        return 0;
    }

运行：

Segmentation fault

## 为什么会出现这样的错误呢？解释这个问题之前，先简单了解以下程序地址空间布局。 ##

## 程序地址空间布局 ##

本文不深入介绍，而仅简单介绍进程的虚拟地址空间（注意下面提到的都不是实际的物理地址），以便帮助我们理解标题的问题。

程序运行起来后，会映射到一个虚拟地址空间。对于32位程序，它是一个4G的大小（一个32位程序，能用到的内存也不过4G）。

其布局如下：

![format_png][]

程序空间地址

*  内核空间：大小与操作系统有关，对于Linux系统，32位程序的内核空间默认为1G（可调整）。
 *  栈：Linux下默认为8M，可调整。具有自动存储期的变量存储在栈中。
 *  堆：不会超过3G，所以有人问你，一直malloc，最多能申请多少，应该有数了吧？
 *  DATA ：数据区
 *  TEXT：代码区

关于不同类型的变量，其存储区域可以参考《[全局变量，静态全局变量，局部变量，静态局部变量][Link 1]》。

当然，这些都不是本文的重点，本文的重点在于0的位置。可以看到，地址为0的位置，既不是在堆中，也不是在栈中，或者说不是一个能正常访问的位置。

## 问题所在 ##

对于程序来说，它只能访问一些特定的位置，例如堆栈，而诸如内核空间，0等位置是受保护的，不允许程序进行访问，因此一旦程序中尝试访问了这样的地址，就会触发保护机制，最终可能直接让程序退出。

下面的例子也是类似的：

//来源：公众号【编程珠玑】
    #include <stdio.h>
    int main(void)
    {
        char *p = "hello";
        p[0] = 'H';
        return 0;
    }

字符串hello存储在了只读数据区，因此尝试修改它就会导致程序崩溃。

$ gcc -o test test.c
    $ ./test
    Segmentation fault (core dumped)
    $ readelf test -x  .rodata  #查看只读数据段
    Hex dump of section '.rodata':
      0x00400570 01000200 68656c6c 6f00              ....hello.

总结来说，就是当程序访问了不允许访问，或者使用了错误访问（只读却想写）方式的时候，程序就要受到惩罚了。

所以有时候可以通过地址值来粗略的判断其访问区域是否合法。例如打印的指针地址大于0xc0000000，那么你就知道可能可能访问了内核区域。当然对于64位程序，它不是这样的，64位程序0xffff,8000,0000,0000以上地址为内核空间。

## 总结 ##

不该读的地方别读，不该写的地方不要写，解引用记得做空检查。

今日推荐《[我要吹爆这本书！][Link 2]》

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![format_png 1][]

[NULL_0_0]: https://www.yanbinghu.com/2019/08/19/18180.html
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[Link 1]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI2OTA3NTk3Ng==&mid=2649284706&idx=1&sn=137c9f7ba7ac74320e26677ed07ff2cf&chksm=f2f99305c58e1a13161512fa9bfc3efae3ea959e11b985609015e725a98fb42ce763d4c68622&scene=21#wechat_redirect
[Link 2]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI2OTA3NTk3Ng==&mid=2649285067&idx=1&sn=b562c3ee01877512d1574032b22df131&chksm=f2f992acc58e1bbae0b2cf590c382726cea7cd572a6f6088c68d8f948ddb55867ea06047d46b&scene=21#wechat_redirect
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