调试实战 | 永远不要忽略编译警告：记一次由重复switch语句导致的诡异崩溃

摘要

本文记录并剖析了一次由看似低级的代码错误引发的、令人意想不到的程序崩溃。问题的根源在于 GetErrorStr 函数中一个容易被忽略的重复 switch语句。这个错误导致函数返回的 std::wstring 对象未被正确初始化，最终在构造 CResult 对象时引发了空指针访问异常。

本文通过深入分析崩溃调用栈和反汇编代码，清晰地总结了从函数异常返回（未初始化字符串）到调用端使用无效数据（触发崩溃）的完整过程。希望这个案例能提醒各位，编译警告是发现潜在风险的第一道防线，而基础的汇编知识则是深入调试的利器。文末有可复现问题的代码，欢迎动手实践。

缘起

好久没写文章了，一个是懒，一个是没有好的素材。最近在研发过程中遇到了几个崩溃问题，挺有意思的，值得总结。今天要总结的问题比较低级，而且编译的时候会报警告，但还是挺有教育意义的。一起看看吧。

示例代码

以下是我精简整理后的模拟代码，大家可以先锻炼一下眼力，看看是否可以一眼看出问题所在。

#include <iostream>
#include <string>

class CResult
{
public:
    CResult(const std::wstring& data_) 
        : data(data_)
    {
    }

protected:
    std::wstring data;
};

int DoModify()
{
    // a lot logic code, return error code
    return 1;
}

std::wstring GetErrorStr(int error)
{
    switch (error)
    switch (error)
    {
    case 0:
        return L"Ok";
    case -1:
        return L"Invalid Param";
    case 1:
        return L"Operation Failed";
    // a lot more other cases
    default:
        return L"N/A";
    }
}

int main()
{
    auto modifyResult = DoModify();
    CResult result(GetErrorStr(modifyResult));
}

初遇错误

优化完代码后，运行突然崩溃了，简单查看后，是非常典型的空指针异常。

nullptr-exception-callstacks

心想这不是小菜一碟吗？空指针异常？老朋友了！但是简单翻看调用栈，好像不是普通的空指针异常，在构造字符串对象的时候抛出了异常（上图红色高亮部分调用栈）。难道字符串出问题了？当时脑子里就一句话：字符串能出什么问题？？？

但是通过调试查看，好像还真是字符串出问题了，如下图：

string-error

既然是字符串出问题了，那就看下字符串的来源，来自函数 std::wstring GetErrorStr(int error) 的返回值。查看这个函数的实现。真是不看不知道，一看吓一跳！怎么有两行一样的 switch(error) ？这代码肯定是不对的，删掉一行，再次运行，果然没问题了。

为什么有重复的 swtich 就会崩溃呢？源码猜不出来，那就看看反汇编代码吧。

查看反汇编

反汇编代码如下，红色高亮部分是第一个 switch 对应的代码，什么有意义的事情都没做，直接跳转到函数结尾00007FF7800F3A34 了。

disassembly-code-of-geterrorstr

从图中反汇编代码可知，GetErrorStr() 没对字符串对象做任何初始化操作。那么调用端呢？是否初始化了字符串对象呢？我们接着看一下调用端的反汇编代码，从下图中可知，调用函数也没有初始化字符串对象。

disassembly-code-of-geterrorstr

综上，该字符串对象没有被初始化，其内容完全是随机的。

至此，此次崩溃问题已经很清楚了。但是，这种低级错误，按理说应该有警告才对啊？！

编译警告

再次编译，果然有警告，当时我应该忽略了，看来一定要注意编译警告！

compile-warning

汇编小知识

简单解释以上汇编代码，对于刚接触汇编的小伙伴会有帮助。先了解一些基本知识：

x64 下的默认调用约定是 stdcall，前四个参数（非浮点型）通过 rcx rdx r8 r9 传递
对于 std::wstring GetErrorStr(int error) 这种返回复杂类型（非 POD 类型）的函数，生成的汇编代码相当于 std::wstring* GetErrorStr(std::wstring*, int error) 。第一个参数 指向了返回值的地址
调用结束后，返回值会保存在 rax 中

所以，上图中第二句汇编代码 00007FF7800F3924 mov qword ptr [rsp+8],rcx 把字符串对象地址保存到了 rsp+0x8 的位置。接下来的几句汇编指令把 rsp 向下移动了 0x8 + 0x8 + 0x108 = 0x118。

00007FF7800F3924  mov         qword ptr [rsp+8],rcx  
00007FF7800F3929  push        rbp  
00007FF7800F392A  push        rdi  
00007FF7800F392B  sub         rsp,108h

接下来的一条汇编指令 00007FF7800F3932 lea rbp,[rsp+20h] 使 rbp 指向了 rsp+0x20 的位置，那么 rbp+0x100 就指向了第一个参数的地址。

亲自动手

相关工程代码已经上传到 github 了，感兴趣的小伙伴儿可以下载验证。

总结

务必要关注编译器的警告
掌握汇编知识非常重要，尤其对调试更是如此
64 位程序默认的调用约定是 stdcall，前四个参数（非浮点型）通过 rcx rdx r8 r9 传递