std :: filesystem :: path附加的c ++ std :: bad_alloc

Question

我遇到了一种非常奇怪的行为，我将其提炼为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=c++17 -Wall -Wextra -Werror -g foo.cpp -o foo编译它。 当我运行它时，我在附加两个路径的行上得到一个std :: bad_alloc异常。 这是我用gdb看到的

#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

这提出了几个问题：

1. 我的测试代码出了什么问题？
2. 为什么GDB在调用堆栈中显示python的任何内容？

预计这个问题，我的g ++是gcc version 8.3.0 (Ubuntu 8.3.0-6ubuntu1~18.04.1) ，我的gdb是GNU gdb (Ubuntu 8.2-0ubuntu1~18.04) 8.2

UPDATE这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

这是由Ubuntu的“特性”引起的，它提供了一个后来的libstdc++.so不是系统g++附带的那个。 有关详细信息，请参阅https://bugs.launchpad.net/ubuntu/+source/gcc-8/+bug/1824721 。

通常在使用GCC 8进行编译时， libstdc++.so中不存在std::filesystem符号libstdc++.so ，如果您无法与-lstdc++fs链接，那么您将收到链接器错误。 但是因为来自GCC 9的较新的libstdc++.so 确实包含std::filesystem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标头不兼容（因为文件系统库在GCC 8中是实验性和不稳定的，并且GCC 9的filesystem::path的布局已经改变）。 这意味着你的程序链接，但在运行时它使用filesystem::path的错误符号，并发生不好的事情。

我没有预料到这个问题，因为我不知道Ubuntu将旧的libstdc ++头与新的libstdc ++共享库混合在一起。 这通常是安全的， 除非 使用“实验性”，不完整的功能，例如GCC 8中的C ++ 17功能 。

我为Ubuntu建议的修复是让g++自动将-lstdc++fs添加到编译命令的末尾。 如果您使用任何std::filesystem功能，那么这些符号的正确定义应该在GCC 8的libstdc++fs.a （而不是在GCC 9的libstdc++.so在大多数情况下，一切都应该是Just Work。 如果Ubuntu尚未使用该解决方法更新其GCC软件包，您也可以通过确保手动链接-lstdc++fs （无论如何都记录为GCC 8所需）来使其工作。

Answer 2

我将在评论中找到其他人发现的我自己的发现。 这还不是一个真正的答案，因为在这个时候我无法解释失败的原因。

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

根据gdb堆栈跟踪，错误发生在std::vector构造函数中的某处。 似乎在它的operator/调用std::filesystem::path的默认复制构造函数时会发生这种情况：

/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;
}

这清楚地表明问题是在调用复制构造函数的某个地方。

std::filesystem::path唯一的vector是这个向量（可能是路径组件）：

/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 ：

/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，如果我们打印的价值__n中的构造_Vector_base这里：

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

我们会得到一些非常大的数字，这让我觉得不正确的向量__x以某种方式传递给了复制构造函数。

现在，为什么当你将g ++ - 8与g ++ - 9的库结合起来时，我不知道（现在），我猜想如果他们需要了解真正的原因，应该更深入一级。

但是，我想，你的主要问题的答案是“问题是由编译器和库版本之间的不兼容引起的”:)