c 标准：：bad_alloc 在标准：：文件系统：:p附加

Question

我正在经历一个非常奇怪的行为，我把它总结成一个非常基本的测试：

#include <string>
#include <filesystem>

int main(void)
{
  const std::string name = "foo";
  const std::filesystem::path lock_dir = "/tmp";
  std::filesystem::path lockfile = lock_dir / name;

  return 0;
}

我用g-std=c17-Wall-Wextra-Werror-gfoo编译它。cpp-o foo。当我运行它时，在附加两个路径的行上得到一个std:：bad_alloc异常。这是我看到的gdb

#0  __GI_raise (sig=sig@entry=6) at ../sysdeps/unix/sysv/linux/raise.c:51
#1  0x00007ffff742c801 in __GI_abort () at abort.c:79
#2  0x00007ffff7a8e1f2 in ?? () from /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libstdc++.so.6
#3  0x00007ffff7a99e36 in ?? () from /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libstdc++.so.6
#4  0x00007ffff7a99e81 in std::terminate() () from /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libstdc++.so.6
#5  0x00007ffff7a9a0b5 in __cxa_throw () from /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libstdc++++.so.6
#6  0x00007ffff7a907a7 in std::__throw_bad_alloc() () from /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libstdc++.so.6
#7  0x0000555555558cfe in __gnu_cxx::new_allocator<std::filesystem::__cxx11::path::_Cmpt>::allocate (this=0x7fffffffe080, __n=12297828079348111650) at /usr/include/c++/8/ext/new_allocator.h:102
#8  0x00005555555587d0 in std::allocator_traits<std::allocator<std::filesystem::__cxx11::path::_Cmpt> >::allocate (__a=..., __n=12297828079348111650) at /usr/include/c++/8/bits/alloc_traits.h:436
#9  0x0000555555557f76 in std::_Vector_base<std::filesystem::__cxx11::path::_Cmpt, std::allocator<std::filesystem::__cxx11::path::_Cmpt> >::_M_allocate (this=0x7fffffffe080, __n=12297828079348111650)
    at /usr/include/c++/8/bits/stl_vector.h:296
#10 0x0000555555558387 in std::_Vector_base<std::filesystem::__cxx11::path::_Cmpt, std::allocator<std::filesystem::__cxx11::path::_Cmpt> >::_M_create_storage (this=0x7fffffffe080, __n=12297828079348111650)
    at /usr/include/c++/8/bits/stl_vector.h:311
#11 0x00005555555579cf in std::_Vector_base<std::filesystem::__cxx11::path::_Cmpt, std::allocator<std::filesystem::__cxx11::path::_Cmpt> >::_Vector_base (this=0x7fffffffe080, __n=12297828079348111650, __a=...)
    at /usr/include/c++/8/bits/stl_vector.h:260
#12 0x0000555555556d39 in std::vector<std::filesystem::__cxx11::path::_Cmpt, std::allocator<std::filesystem::__cxx11::path::_Cmpt> >::vector (this=0x7fffffffe080, 
    __x=std::vector of length -1303124922760, capacity -1303124922760 = {...}) at /usr/include/c++/8/bits/stl_vector.h:460
#13 0x000055555555635f in std::filesystem::__cxx11::path::path (this=0x7fffffffe060, Python Exception <class 'gdb.error'> There is no member or method named _M_t.: 
__p=...) at /usr/include/c++/8/bits/fs_path.h:166
#14 0x00005555555563c8 in std::filesystem:: (Python Exception <class 'gdb.error'> There is no member or method named _M_t.: 
__lhs=..., Python Exception <class 'gdb.error'> There is no member or method named _M_t.: 
__rhs=...) at /usr/include/c++/8/bits/fs_path.h:554
#15 0x0000555555555fbe in main () at foo.cpp:8

这带来了几个问题:

1. 我的测试代码有什么问题
2. 为什么GDB在调用堆栈中使用python显示任何内容

预料到问题，我的g是< code>gcc版本8 . 3 . 0(Ubuntu 8 . 3 . 0-6 Ubuntu 1 ~ 18 . 04 . 1)我的gdb是< code > GNU gdb(Ubuntu 8.2-0 Ubuntu 1 ~ 18.04)8.2

这里的更新是成功编译的可执行文件的ldd输出

linux-vdso.so.1 (0x00007ffc697b2000)
libstdc++.so.6 => /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libstdc++.so.6 (0x00007f5c35444000)
libgcc_s.so.1 => /lib/x86_64-linux-gnu/libgcc_s.so.1 (0x00007f5c3522c000)
libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007f5c34e3b000)
libm.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libm.so.6 (0x00007f5c34a9d000)
/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007f5c35a2d000)

Answer 1

我将总结一下我自己的发现和其他人在评论中的发现。这还不是一个实际的答案，因为此时我无法解释失败的原因。

我能够通过在常规的 ubuntu Docker 映像中安装 g -8 和 g -9 来重现此行为，因此我同时拥有 /usr/bin/g -8 和 /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libstdc .so.6.0.26。

根据 gdb 堆栈跟踪，错误发生在 std：：矢量构造函数中的某个地方。似乎当 std：：文件系统：:p ath 的默认复制构造函数在其运算符/：

/usr/include/c/8/bits/fs_path.h

  /// Append one path to another
  inline path operator/(const path& __lhs, const path& __rhs)
  {
    path __result(__lhs);  // <-- fails here
    __result /= __rhs;
    return __result;
  }

这一发现使得进一步简化测试用例成为可能：

#include <filesystem>

int main(void)
{
  const std::filesystem::path first = "/tmp";
  const std::filesystem::path second(first);

  return 0;
}

这清楚地表明问题出在调用复制构造函数的某个地方。

std:：filesystem:：path中唯一的矢量=是这个矢量（大概是路径组件的矢量）：

/usr/include/c/8/bits/fs_path.h

    struct _Cmpt;
    using _List = _GLIBCXX_STD_C::vector<_Cmpt>;
    _List _M_cmpts; // empty unless _M_type == _Type::_Multi

根据堆栈跟踪，复制此向量时，我们立即进入stl_vector.h：

< code >/usr/include/c/8/bits/STL _ vector . h

      vector(const vector& __x)
      : _Base(__x.size(),
        _Alloc_traits::_S_select_on_copy(__x._M_get_Tp_allocator()))
      {

但是，如果我们在这里_Vector_base的构造函数中打印__n的值：

      _Vector_base(size_t __n, const allocator_type& __a)
      : _M_impl(__a)
      { _M_create_storage(__n); }

我们将得到一些疯狂的大数字，这让我认为一个不正确的向量__x以某种方式传递给了复制构造函数。

现在，当你把G8和g9的库结合起来时，为什么会发生这种情况，我不知道(现在)，我猜如果他们需要理解真正的原因，他们应该更深入一层。

但我想，你主要问题的答案是“问题是由编译器和库版本之间的不兼容性引起的”：）

Answer 2

这是由Ubuntu的一个“特性”造成的，它提供了一个更晚的< code>libstdc。所以比系统附带的< code>g 更好。有关更多详细信息，请参见https://bugs.launchpad.net/ubuntu/来源/gcc-8/ bug/1824721。

通常在用GCC 8编译时，< code>std::filesystem符号不会出现在< code>libstdc中。所以如果您无法链接到< code>-lstdc fs，那么您将会得到一个链接器错误。但是因为较新的< code>libstdc。所以GCC 9中的包含了< code>std::filesystem的符号，所以不会发生链接器错误。不幸的是，GCC 9版本的文件系统符号与GCC 8头文件不兼容(因为GCC 8中的文件系统库是实验性的且不稳定，而GCC 9中的< code>filesystem::path的布局发生了变化)。这意味着您的程序链接了，但是在运行时它使用了错误的符号作为< code>filesystem::path，于是不好的事情发生了。

我没有预料到这个问题，因为我不知道Ubuntu将旧的libstdc头文件与新的libstdtc共享库混合在一起。这样做通常是安全的，除非使用“实验性”、不完整的特性，例如GCC 8中的C17特性。

我对Ubuntu的建议是让g自动将-lstdc fs添加到编译命令的末尾。如果您使用任何std::filessystem特性，那么这些符号的正确定义应该在GCC 8的libstdc fs. a中找到（而不是在GCC 9的libstdc. so中），并且在大多数情况下，一切都应该正常工作。如果Ubuntu还没有使用该解决方案更新他们的GCC包，您也可以通过确保手动链接-lstdc fs来使其工作（无论如何，这是GCC 8所必需的）。