将std::cout添加到全局操作符新掩码SIGSEGV中

Adding std::cout to global operator new masks SIGSEGV

本文关键字：掩码 SIGSEGV 新掩码 操作符 cout std 添加 全局      更新时间：2023-10-16

这个问题是我学习重写全局操作符new的练习的一部分。我需要向社区寻求帮助来理解运行时的行为，因为我在试图理解这个方面很茫然。

这段代码故意产生内存泄漏和SIGSEGV

main.cpp:

#include <iostream>
#include <functional>
#include <new>
#include <set>
#include <string>
#include <memory>
namespace ns
{
class Foo
{
    public:
        Foo()
        {
            std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << std::endl;
        }
        virtual ~Foo()
        {
            if (!mSet.empty()) { std::cout << "You have unfreed heap allocations!" << std::endl; }
            else { std::cout << "Good job! No unfreed heap allocations!" << std::endl; }
        }
        void Add(void* p) { mSet.insert(p); }
        void Delete(void* p) { mSet.erase(p); }
    protected:
        std::set< void*, std::less<void*> > mSet;
};
Foo gFoo;
}
void* operator new(size_t size)
{
//    std::cout << "In overridden operator new!" << std::endl;
    void* p = malloc(size);
    ns::gFoo.Add(p);
    return p;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    int* p1 = new int(5);
    int* p2 = new int(6);
    return 0;
}

编译与错误

注意:环境是Cywin，因此a.exe而不是下面的a.out。

>g++ --version
g++ (GCC) 5.4.0
Copyright (C) 2015 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.
>g++ -std=c++14 -g main.cpp
>
>./a.exe
ns::Foo::Foo()
Segmentation fault (core dumped)
>

这个错误是意料之中的:注意，被覆盖的operator new最终调用std::set::insert(…)，它本身使用new导致无限递归。

"修复"

取消operator new(size_t)中的std::cout行注释。

编译和运行此更改导致cout s流到控制台，如预期的那样，但没有"分割错误(核心转储)"消息，也没有.stackdump文件。

这对我来说没有意义。

我不相信引入std::cout可以解决问题，但我也不能解释为什么它似乎掩盖了它。

迫切想知道这是怎么回事。谢谢你的建议。

(重申一下，为了解决这个问题，内存泄漏和无限递归是有意为之的。这个问题偶然出现在我正在处理的更合适的代码中，代码只是一个MCV示例来演示这个问题。)

在一个真正的Linux机器上，程序sigsegv与两个版本的代码，即有和没有std::cout。这至少帮助我恢复了一些理智，因为这符合预期。

我将停止积极地调查这个话题，因为它是，首先，只是一个偶然的发现，而我正在朝着其他的东西工作，也因为代码的行为是预期的-即sigsegv有和没有std::cout -在一个真正的Linux机器上。不过，我将保留这个问题，以防有人最终能给出一个明确的答案。我们仍然有点担心这个问题是否会出现，因为这意味着Cygwin在某些情况下"掩盖"了错误的可靠表示。

代码无论如何都应该在operator new()中有或没有std::cout行得到段错误，因为它应该得到std::set::insert()和operator new()的递归调用，最终得到堆栈溢出。

  1. operator new呼叫ns::gFoo.Add(p)
  2. Foo::Add()呼叫std::set::insert()
  3. insert()将分配新的内存并调用operator new()
  4. 现在得到递归。

但是你指出删除std::cout可以解决问题。

所以我猜在你的环境中，std::std::insert()不会为小对象或小尺寸动态分配内存，那么它不会调用operator new()，从而避免递归。

而std::cout << "In overridden operator new!"将分配内存，因此它调用operator new()并获得递归。

无论如何，您可以使用gdb来调试段故障，查看调用堆栈并找到递归作为根本原因。

有一个合理的猜测为什么std::cout会影响观察到的结果:它是迄今为止最复杂的调用。通过与printf的可能同步，替换streambufs等，它可以阻止内联。

当然，

内联对于递归函数是一个问题，因为它会在幼稚的编译器中导致堆栈溢出。但是一个好的编译器可以将递归函数转换为迭代函数，这可能会影响堆栈溢出的可见症状。显然，您的示例仍然会耗尽内存，但现在可能是堆内存而不是堆栈内存。

我有cygwin。我创建了最小化测试并确认了OP的结果。

#include <iostream>
#include <new>
#include <set>
#include <memory>
#include <cstdlib>
#include <cstdio>
std::set< void*, std::less<void*> > mSet;
unsigned long long counter=0;
void* operator new(size_t size)
{
    counter++;
    printf("counter: %dn",counter);
    void* p = malloc(size);
    mSet.insert(p);
    return p;
}
int main(int argc, char* argv[])
{
    int* p1 = new int(5);
    std::cerr << "Exiting=" << counter << std::endl;
}

将printf注释掉后，它会在几秒钟内给出SIGSEGV:

~> ./a.exe
zsh: segmentation fault (core dumped)  ./a.exe

在printf存在的情况下，计数器上升到4811，没有得到SIGSEGV，但是在没有到达main结束的情况下静默退出，如下所示。当我用-O3优化它时，同样的事情发生了(但现在计数器值为64936)。使用- 0时，计数器上升到4811。

zsh-user> ./a.exe
....

在printf存在并且输出重定向的情况下，它给出的SIGSEGV如下所示。优化级别没有改变这个测试的行为。

~> ./a.exe > out
zsh: segmentation fault (core dumped)  ./a.exe > out

我没有一个解释(我打算调试它下一步)。2年前我也遇到过类似的问题(游戏邦注:当时其他平台上没有人能够复制这款游戏;只有另一个cygwin用户能够复制它;

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