Что такое ошибка шины?

Что означает сообщение об ошибке шины и чем оно отличается от сегфоута?

В настоящее время ошибки шины встречаются редко на x86 и возникают, когда ваш процессор не может даже попытаться получить доступ к памяти, как правило:

• использование инструкции процессора с адресом, который не удовлетворяет его требованиям выравнивания.

Ошибки сегментации возникают при доступе к памяти, которая не принадлежит вашему процессу, они очень распространены и обычно являются результатом:

• используя указатель на то, что было освобождено.
• используя неинициализированный, следовательно, фиктивный указатель.
• используя нулевой указатель.
• переполнение буфера.

PS: если быть более точным, это не манипулирование самим указателем, который вызовет проблемы, это доступ к памяти, на которую он указывает (разыменование).

Segfault обращается к памяти, к которой у вас нет доступа. Это только для чтения, у вас нет разрешения и т.д ...

Ошибка шины пытается получить доступ к памяти, которая не может быть там. Вы использовали адрес, который не имеет смысла для системы, или неправильный адрес для этой операции.

mmap минимальный пример POSIX 7

«Ошибка шины» возникает, когда ядро ​​отправляет SIGBUSпроцесс.

Минимальный пример, который производит это, потому что ftruncateбыл забыт:

#include <fcntl.h> /* O_ constants */
#include <unistd.h> /* ftruncate */
#include <sys/mman.h> /* mmap */

int main() {
    int fd;
    int *map;
    int size = sizeof(int);
    char *name = "/a";

    shm_unlink(name);
    fd = shm_open(name, O_RDWR | O_CREAT, (mode_t)0600);
    /* THIS is the cause of the problem. */
    /*ftruncate(fd, size);*/
    map = mmap(NULL, size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);
    /* This is what generates the SIGBUS. */
    *map = 0;
}

Бежать с:

gcc -std=c99 main.c -lrt
./a.out

Протестировано в Ubuntu 14.04.

POSIX описывает SIGBUS как:

Доступ к неопределенной части объекта памяти.

Спецификация mmap говорит, что:

Ссылки в пределах диапазона адресов, начинающиеся с pa и продолжающиеся для длинных байтов до целых страниц после конца объекта, должны привести к доставке сигнала SIGBUS.

И shm_open говорит, что генерирует объекты размером 0:

Объект общей памяти имеет нулевой размер.

Таким образом, *map = 0мы касаемся конца выделенного объекта.

Нераспределенный доступ к памяти стека в ARMv8 aarch64

Это было упомянуто в: Что такое ошибка шины? для SPARC, но здесь я приведу более воспроизводимый пример.

Все, что вам нужно, это отдельная программа aarch64:

.global _start
_start:
asm_main_after_prologue:
    /* misalign the stack out of 16-bit boundary */
    add sp, sp, #-4
    /* access the stack */
    ldr w0, [sp]

    /* exit syscall in case SIGBUS does not happen */
    mov x0, 0
    mov x8, 93
    svc 0

Затем эта программа вызывает SIGBUS на Ubuntu 18.04 aarch64, ядре Linux 4.15.0 на сервере ThunderX2 .

К сожалению, я не могу воспроизвести его в пользовательском режиме QEMU v4.0.0, я не уверен почему.

Неисправность , как представляется, по желанию и контролируются SCTLR_ELx.SAи SCTLR_EL1.SA0полями, я обобщил связанные документы немного дальше здесь .

Я полагаю, что ядро ​​вызывает SIGBUS, когда приложение демонстрирует смещение данных на шине данных. Я думаю, что, поскольку большинство [?] Современных компиляторов для большинства процессоров дополняют / выравнивают данные для программистов, проблемы выравнивания в прошлом (по крайней мере) смягчаются, и, следовательно, в наши дни SIGBUS не видят слишком часто (AFAIK).

От: Здесь

Вы также можете получить SIGBUS, если по какой-то причине невозможно вставить кодовую страницу.

Один классический случай ошибки шины возникает в некоторых архитектурах, таких как SPARC (по крайней мере, некоторые SPARC, возможно, это было изменено), когда вы делаете неправильный доступ. Например:

unsigned char data[6];
(unsigned int *) (data + 2) = 0xdeadf00d;

Этот фрагмент кода пытается записать 32-разрядное целочисленное значение 0xdeadf00dв адрес, который (скорее всего) не выровнен должным образом, и сгенерирует ошибку шины на архитектурах, которые «разборчивы» в этом отношении. Intel x86, кстати, не такая архитектура, она позволила бы доступ (хотя и выполнял его медленнее).

Конкретный пример ошибки шины, с которой я только что столкнулся при программировании C на OS X:

#include <string.h>
#include <stdio.h>

int main(void)
{
    char buffer[120];
    fgets(buffer, sizeof buffer, stdin);
    strcat("foo", buffer);
    return 0;
}

В случае, если вы не помните, документы strcatдобавляют второй аргумент к первому, изменяя первый аргумент (переверните аргументы, и все работает нормально). В Linux это дает ошибку сегментации (как и ожидалось), но в OS X это дает ошибку шины. Зачем? Я действительно не знаю.

Это зависит от вашей ОС, процессора, компилятора и, возможно, других факторов.

В общем, это означает, что шина ЦП не смогла выполнить команду или столкнулась с конфликтом, но это может означать целый ряд вещей, зависящих от среды и выполняемого кода.

-Адам

Обычно это означает неприсоединенный доступ.

Попытка получить доступ к памяти, которая физически отсутствует, также приведет к ошибке шины, но вы не увидите этого, если используете процессор с MMU и операционную систему, которая не глючит, потому что у вас не будет никаких -существующая память сопоставлена ​​с адресным пространством вашего процесса.

Я получал ошибку шины, когда корневой каталог был на 100%.

Причиной ошибки шины в Mac OS X было то, что я попытался выделить около 1 МБ в стеке. Это хорошо работало в одном потоке, но при использовании openMP это приводит к ошибке шины, потому что Mac OS X имеет очень ограниченный размер стека для неосновных потоков .

Я согласен со всеми ответами выше. Вот мои 2 цента относительно ошибки шины:

Ошибка BUS не должна возникать из инструкций в коде программы. Это может произойти, когда вы запускаете двоичный файл и во время выполнения двоичный файл изменяется (перезаписывается сборкой или удаляется и т. Д.).

Проверка, так ли это: Простой способ проверить, является ли это причиной, - запустить запущенные экземпляры одного и того же двоичного файла и запустить сборку. Оба запущенных экземпляра вылетят с SIGBUSошибкой вскоре после завершения сборки и заменят двоичный файл (тот, который в данный момент запущен обоими экземплярами)

Основная причина: это происходит потому, что ОС меняет страницы памяти, и в некоторых случаях двоичный файл может загружаться не полностью в память, и эти сбои происходят, когда ОС пытается извлечь следующую страницу из того же двоичного файла, но двоичный файл изменился с момента последнего прочитай это.

Чтобы добавить к ответу blxtd выше, также возникают ошибки шины, когда ваш процесс не может попытаться получить доступ к памяти определенной «переменной» .

for (j = 0; i < n; j++) {
    for (i =0; i < m; i++) {
        a[n+1][j] += a[i][j];
    }
}

Заметили « непреднамеренное » использование переменной «i» в первом «цикле for»? Вот что в этом случае вызывает ошибку шины.

Я только что обнаружил, что на процессоре ARMv7 вы можете написать некоторый код, который выдает ошибку сегментации в неоптимизированном состоянии, но при компиляции с -O2 выдает ошибку шины (оптимизируйте больше).

Я использую кросс-компилятор GCC ARM gnueabihf из Ubuntu 64 бит.

Типичное переполнение буфера, которое приводит к ошибке шины,

{
    char buf[255];
    sprintf(buf,"%s:%s\n", ifname, message);
}

Здесь, если размер строки в двойных кавычках ("") больше размера буфера, это дает ошибку шины.