【异常案例分析】使用空指针调用函数（非虚函数）时，没有崩溃在函数调用处，而是崩在被调用函数内部

1、问题说明

2、代码段地址与数据段地址

3、使用空指针调用BindWindow函数（非虚函数），没有崩在BindWindow函数的调用处，而是崩在函数内部

3.1、虚函数调用的二次寻址

3.2、崩溃在被调用函数内部

4、总结

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1、问题说明

最近同事遇到一个关于程序崩溃点的问题，找到我，想问一下是原因。发生崩溃的代码上下文如下所示：

代码中使用iter.second.pVideDec指针调用了BindWindow函数。同事可以确定的是，iter.second.pVideDec指针的值为NULL导致的崩溃，但令同事感到疑惑的是，为什么没有崩溃在使用空指针调用BindWindow函数的函数调用处，而是崩溃在BindWindow函数内部（代码运行到BindWindow函数内部才触发了崩溃）？更进一步，进入BindWindow函数内部后，没有去call函数CallMedia就发生了崩溃，这又是什么原因呢？

这两个问题其实很简单，但实际上大部分C++开发人员并不懂，也讲不清楚！

2、代码段地址与数据段地址

我们在看问题之前，我们需要弄清楚代码段地址与数据段地址的区别。C++程序在运行时所占用的内存区域，一般可分为栈内存区、堆内存区、全局/静态内存区、文字常量内存区及程序代码区5大分区，如下所示：

程序中变量占用的内存属于数据段内存区，包含栈内存区、堆内存区、全局/静态内存区、文字常量内存区。

程序启动时会将依赖的各个二进制模块以及程序主模块加载到进程空间中，这些二进制模块要占用内存空间，这些内存空间是从进程的内存空间划拨的。具体的是，二进制模块中的二进制代码占用内存空间，这些内存空间中存放的都是二进制代码，所以叫代码段内存区。C++代码中调用函数，从汇编代码的角度去看，就是去call函数的地址（代码段地址）。程序一旦启动起来，加载起来的所有模块中的函数地址就确定下来了。

关于C++程序的五大内存分区的详细说明，可以查看我的文章：

实例详解C++程序的五大内存分区https://blog.csdn.net/chenlycly/article/details/120958761

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3、使用空指针调用BindWindow函数（非虚函数），没有崩在BindWindow函数的调用处，而是崩在函数内部

使用空指针去调用BindWindow函数，是去call函数代码段地址，这个操作不会导致崩溃，因为这个过程中没访问不该访问的内存。BindWindow函数在程序启动起来后就确定了，去call这个函数地址没有问题，不会发生异常。但如果这个BindWindow是虚函数，则会崩溃在函数调用处。

3.1、虚函数调用的二次寻址

如果这个BindWindow是虚函数，调用虚函数时要找到该虚函数的地址然后去call这个地址完成虚函数调用，在获取虚函数地址的过程中会涉及到二次寻址：（此处讲的寻址，是从汇编的角度去看的，从汇编代码的角度可以清晰地看到二次寻址的完整过程）

1）读出类对象中虚函数表指针中的值，就是虚函数表的首地址，这是第一次寻址。读取虚函数表指针变量的值，就是读取虚函数表指针变量所在内存中的内容，首先要拿到虚函数表指针变量的内存地址，有了地址，才能读取内存中的内容。对于C++类（对象），从类中成员变量的内存排布上看，作为成员变量的虚函数表指针变量是排在首位的，所以虚函数表指针变量的首地址，就是当前C++类对象的首地址。如果当前C++对象地址为NULL，就会把NULL作为虚函数表指针的首地址去读取虚函数表指针的值，就会访问地址为0的内存，这个小地址是禁止访问的，所以会触发内存访问违例引发崩溃。
2）第一步中拿到虚函数表的首地址，找到虚函数表的位置，然后根据目标虚函数在当前类对象中的排位，得到地址偏移，然后到虚函数表中找到目标虚函数的地址，然后去call这个地址就完成虚函数调用了。这是第二次寻址。

关于虚函数调用的二次寻址的详细说明，可以查看我的文章：（从汇编的角度去看）
几秒读懂C++虚函数调用的汇编代码实现https://blog.csdn.net/chenlycly/article/details/121046234

3.2、崩溃在被调用函数内部

上面讲了，程序没有崩溃在BindWindow函数的调用处，这样代码就运行到这个BindWindow函数内部了。

BindWindow函数内部并没有做什么复杂的事情，就是去调用另一个函数CallMedia。程序的崩溃发生在调用CallMedia的这行代码上，为什么呢？因为在调用CallMedia函数时访问当前类的成员变量m_dwChanId，把该成员变量作为参数传递给CallMedia，这就意味着要访问到成员变量m_dwChanId，那具体是怎么访问到m_dwChanId成员变量的呢？还是要从汇编代码的角度去看，因为成员变量m_dwChanId是调用CallMedia的一个参数，所以在call这个CallMedia函数之前需要将成员变量m_dwChanId的值从内存中读出来，然后将该值push压到栈上，通过栈传递给被调用函数CallMedia。而当前传入的C++类对象的地址为NULL，而做成类成员变量的m_dwChanId的地址是相对所在类对象地址的偏移，所以此时m_dwChanId变量的首地址是个很小的地址，而很小的地址是禁止访问的，从而引发内存访问违例，导致程序崩溃。

上面我们多次讲到小地址内存区，关于小地址内存区的详细说明，可以查看我的文章：（在文章的第8节有详细的说明）

引发C++程序内存错误的常见原因分析与总结https://blog.csdn.net/chenlycly/article/details/139596707如果BindWindow函数中没有访问所在类的成员变量的值，只是访问函数中的局部变量，则不会导致内存访问违例，不会引发程序崩溃。

上面我们多次讲到了从汇编代码的角度去看问题分析问题，对于C++程序员，是很有必要了解并学习汇编。汇编代码不仅能帮我们理解很多高级语言不好理解的代码执行细节，而且可以辅助分析排查C++软件异常问题。关于为什么要学习汇编代码以及如何学习汇编，可以查看我的文章：

C/C++程序员为什么要了解汇编？了解汇编有哪些好处？如何学习汇编？https://blog.csdn.net/chenlycly/article/details/142795872