Jak znaleźć przyczynę błędu segmentacji w C++

Jak Znalezc Przyczyne Bledu Segmentacji W C



Błąd segmentacji, znany również jako błąd segmentacji, to rodzaj błędu występującego, gdy program próbuje dotrzeć do sekcji pamięci, do której nie ma autoryzacji. Kiedy wystąpi błąd segmentacji, system operacyjny kończy program, aby zapobiec powodowaniu dalszych problemów. Ten błąd zazwyczaj wskazuje na błąd lub błąd programistyczny w kodzie programu, taki jak dostęp do niezainicjowanego wskaźnika, wyłuskiwanie wskaźnika zerowego lub wykraczanie poza granice tablicy.

Błędy segmentacji mogą być trudne do debugowania, ponieważ często powodują awarie bez dostarczania szczegółowych komunikatów o błędach. Jednakże narzędzia takie jak GDB (GNU Debugger) mogą pomóc w zidentyfikowaniu źródła błędu segmentacji, sprawdzając stan programu i ślad stosu w momencie wystąpienia błędu.

Należy zauważyć, że błędy segmentacji są zwykle spowodowane błędami programowania i są uważane za błędy. Należy je naprawić, przeglądając i poprawiając problematyczny kod. Typowe przyczyny błędów segmentacji obejmują:







  • Dereferencja do wskaźników zerowych lub niezainicjowanych
  • Zapis lub odczyt poza granicami tablicy
  • Korzystanie z pamięci, która została wcześniej zwolniona lub zwolniona
  • Przepełnienie stosu lub uszkodzenie stosu
  • Używanie niezainicjowanych zmiennych

Uważnie sprawdzając kod i używając narzędzi do debugowania, takich jak GDB, możesz zidentyfikować i naprawić błędy segmentacji, upewniając się, że Twój program działa poprawnie i nie napotyka tych błędów.



Debuger GDB

GDB (GNU Debugger) to potężne narzędzie do debugowania, które pomaga identyfikować i analizować problemy w skompilowanych programach, w tym błędy segmentacji. Umożliwia sprawdzenie stanu programu, wywołanie punktów przerwania i obserwację przebiegu wykonywania.



Aby efektywnie używać GDB do debugowania błędów segmentacji, musisz skompilować program w C++ z włączonymi symbolami debugowania. Symbole te zawierają dodatkowe informacje o strukturze programu, zmiennych i funkcjach, które pomagają w procesie debugowania.





Znajdowanie błędu segmentacji w C++ za pomocą GDB

Oto przykładowy fragment kodu, który powoduje błąd segmentacji:

#include

wew główny ( ) {

wew * pt = nullptr ;

* pt = 5 ;

powrót 0 ;

}

Najpierw wyjaśnijmy kod. Następnie omówimy krok po kroku znalezienie błędu segmentacji w poprzednim kodzie.



Dyrektywa preprocesora „#include ” dodaje wymagany plik nagłówkowy , który oferuje charakterystykę strumienia wejściowego i wyjściowego w C++.

Wewnątrz funkcji main() znajduje się deklaracja zmiennej wskaźnikowej „ptr” typu int*. Do inicjalizacji wskaźnika używana jest wartość „nullptr”, która jest specjalną wartością wskaźnika zerowego, która wskazuje, że nie wskazuje ona żadnego prawidłowa lokalizacja pamięci.

Próby dereferencji podejmowane są ze wskaźnikiem zerowym „ptr” w następującym wierszu, czyli „*ptr = 5;”. W tym przypadku, ponieważ „ptr” jest ustawione na „nullptr”, nie ma prawidłowego miejsca w pamięci, do którego można uzyskać dostęp.

Teraz omówimy kilka kroków, które należy podjąć, aby skompilować program, aby znaleźć błąd segmentacji.

Krok 1: Włącz symbole debugowania

Na początek pamiętaj o skompilowaniu programu w C++ z włączonymi symbolami debugowania. Aby podczas kompilacji dostarczyć plikowi wykonywalnemu informacje debugowania, użyj flagi „-g”. Rozważmy przypadek, w którym mamy plik C++ o nazwie „main.cpp”.

$ g++ -G main.cpp -O główny

Krok 2: Uruchom GDB

Po skompilowaniu programu z symbolami debugowania uruchom GDB, przekazując plik wykonywalny jako argument.

$ gdb główny

Krok 3: Uruchom program

Uruchom program wpisując „run” lub „r” w wierszu poleceń GDB:

$ ( gdb ) uruchomić

Następnie Twój program rozpocznie wykonywanie.

Krok 4: Zidentyfikuj błąd segmentacji

Program kontynuuje działanie, dopóki nie napotka błędu segmentacji. Następnie program przestaje działać, a GDB generuje komunikat o błędzie.

Na przykład: rozważmy wyjaśniony wcześniej kod, w którym próba przypisania wartości 5 do lokalizacji pamięci wskazywanej przez wskaźnik zerowy powoduje błąd segmentacji. Program natychmiast kończy się na linii, w której występuje błąd segmentacji.

Uruchamiając ten program z GDB, zobaczysz wyniki podobne do poniższych:

To wyjście wskazuje, że wystąpił błąd segmentacji w funkcji głównej w linii 5 pliku „main.cpp”.

Krok 5: Sprawdź ślad stosu

Aby uzyskać lepszy wgląd w błąd segmentacji, możesz sprawdzić ślad stosu za pomocą polecenia „backtrace” lub po prostu „bt”. To polecenie wyświetla sekwencję wywołań funkcji, która prowadzi do awarii.

$ ( gdb ) bt

Wyświetlany jest ślad stosu, który wskazuje funkcje, które są wywoływane przed błędem segmentacji:

To wyjście informuje nas, że w funkcji main w linii 5 pliku „main.cpp” wystąpił błąd segmentacji.

Krok 6: Ustaw punkty przerwania

Aby zbadać sprawę dokładniej, możesz ustawić punkty przerwania w określonych wierszach kodu, aby zatrzymać wykonywanie programu w tych punktach. Pozwala to sprawdzić stan programu i jego zmienne. Na przykład, aby ustawić punkt przerwania w linii 5 pliku „main.cpp”, użyj polecenia „break” w następujący sposób:

$ ( gdb ) przerwa główny.cpp: 5

Spowoduje to ustawienie punktu przerwania w linii 5 pliku „main.cpp”:

Krok 7: Wznów wykonanie

Po ustawieniu punktów przerwania wznów wykonywanie programu za pomocą polecenia „kontynuuj” lub po prostu „c”:

$ ( gdb ) Kontynuować

Program kontynuuje działanie aż do osiągnięcia punktu przerwania.

Krok 8: Sprawdź zmienne i kod

Gdy program zatrzyma się w punkcie przerwania, można użyć różnych poleceń GDB, aby sprawdzić zmienne, przejść przez kod i zbadać przyczynę błędu segmentacji.

Krok 9: Wyjdź z GDB

Po zakończeniu debugowania możesz wyjść z GDB za pomocą polecenia „quit”:

$ ( gdb ) zrezygnować

Zapewnia to podstawowy przegląd wykorzystania GDB do wyszukiwania błędów segmentacji w programach C++. GDB udostępnia wiele innych funkcji i poleceń, które mogą pomóc w debugowaniu, a bardziej szczegółowe informacje można znaleźć w dokumentacji GDB.

Wniosek

W tym artykule pokazano wykorzystanie GDB do znalezienia błędu segmentacji w C++. Wyjaśniliśmy Ci kroki, które należy wykonać. Poniższe kroki zawierają wyczerpujące wyjaśnienie, jak znaleźć błąd segmentacji w C++ przy użyciu GDB. Wykonując poniższe kroki i wykorzystując funkcje GDB, możesz skutecznie zlokalizować i zdebugować źródło błędu segmentacji w programie C++.