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2010-03-08 14:02:38
良好的编程习惯永远是最好的预防方法。良好的习惯包括：
尽量按照C标准写程序。之所以说是尽量，是因为C标准有太多平台相关和无定义的行为，而其中一些实际上已经有既成事实的标准了。例如C标准中，一个越界的指针导致的是无定义的行为，而在实际情况中，一个越界而未解引用的指针是不会带来灾难后果的。借用CU的一个例子，如下：
1 #include
2 #include
3
4 int main () {
5 char a[] = "hello";
6 char* p;
7
8 for ( p = a+5; p>=a; p-- )
9 printf ("%c\n", *p);
10
11 }
虽然循环结束后，p指向了数组a前一个元素，在C标准中这是一个无定义的行为，但实际上程序却是安全的，没有必要为了不让p成为一个野指针而把程序改写为：
1 #include
2 #include
3
4 int main () {
5 char a[] = "hello";
6 char* p;
7
8 for ( p = a+5; p!=a; p-- ) {
9 printf ("%c\n", *p);
10 }
11 printf ("%c\n", *p);
12 }
当然，或许世界上真有编译器会对“越界但未解引用”的野指针进行处理，例如引发一个SIGSEGV。笔者无法100%保证，所以大家在实践中还是各自斟酌吧。
彻底的懂得你的程序。和其它程序员不同的是，C程序员需要对自己的程序完全了解，做到精确控制。尤其在内存的分配和释放方面。在操作每一个指针前，你都应该清楚它所指向内存的出处（栈、堆、全局区），并清楚此内存的生存周期。只有明白的使用内存，才能最大限度的避免SIGSEGV的产生。
大量使用assert。笔者偏好在程序中使用大量的assert，凡是有认为不该出现的情况，笔者就会加入一个assert做检查。虽然assert无法直接避免SIGSEGV，但它却能尽早的抛出错误。离错误越近，就越容易root cause。很多时候出现SIGSEGV时，程序已经跑飞很远了。
打开-Wall –Werror编译选项。如果程序是自己写的，0 warning应该始终是一项指标（0 warning不包括因为编译器版本不同而引起的warning）。一种常见的SIGSEGV来源于向函数传入了错误的参数类型。例如：
1 #include
2 #include
3 #include
4
5 int main () {
6 char buf[12];
7 int buff;
8
9 strcpy (buff, "hello");
10
11 }
这个例子中，本意是要向buf拷贝一个字符串，但由于有一个和buf名称很相近的buff变量，由于一个笔误（这个笔误很可能就来自你编辑器的自动补全，例如vim的ctrl – p, ctrl – n），strcpy如愿的引发了SIGSEGV。实际在编译期间，编译器就提示我们warning: passing argument 1 of `strcpy' makes pointer from integer without a cast，但我们忽略了。
这就进一步要求我们尽量使用编译器的类型检查功能，包括多用函数少用宏（特别是完成复杂功能的宏），函数参数多用带类型的指针，少用void*指针等。此例就是我们在2.2节提到的不经意的行为。
少用奇技淫巧，多用标准方法。好的程序应该逻辑清楚，干净整洁，像一篇朗朗上口的文章，让人一读就懂。那种充满晦涩语法、怪异招数的试验作品，是不受欢迎的。很多人喜欢把性能问题做为使用不标准方法的借口，实际上他们根本不知道对性能的影响如何，拿不出具体指标，全是想当然尔。笔者曾经在项目中，将一个执行频繁的异常处理函数用汇编重写，使该函数的执行周期从2000多个机器周期下降到40多个。满心欢喜的提交了一个patch给该项目的maintainer，得到的答复是：“张，你具体测试过你的patch能带来多大的性能提升吗？如果没有明显的数据，我是不愿意将优雅的C代码替换成这晦涩的汇编的。”于是我做了一个内核编译来测试patch，耗时15分钟，我的patch带来的整体性能提升大约为0.1%。所以，尽量写清楚明白的代码，不仅有利于避免SIGSEGV，也利于在出现SIGSEGV后进行调试。
当你的一个需求，标准的方法不能满足时，只有两种可能：1.从一开始的设计就错了，才会导致错误的需求；2.你读过的代码太少，不知道业界解决该问题的标准方法是什么。计算机已经发展了几十年，如果你不是在做前沿研究，遇到一定得用非标准方法解决的问题的机会实在太小了。正如我们经常用gdb跟踪发现SIGSEGV发生在C库里，不要嚷嚷说C库有bug，大部情况是一开始你传入的参数就错了。
无论如何我们应该感谢SIGSEGV，是它让我们能在不重启机器的情况下调试程序。相比那些由于内存使用错误而不得不一次又一次重启机器来debug的内核工程师，SIGSEGV让我们的生活变得轻松。理解SIGSEGV同时，我们也更加理解程序。希望这篇文档对初学C语言的同志有些许帮助。
