Chyby segmentácie môžu byť náročné na ladenie, pretože často vedú k zlyhaniam bez poskytnutia podrobných chybových hlásení. Nástroje ako GDB (GNU Debugger) však môžu pomôcť identifikovať zdroj chyby segmentácie preskúmaním stavu programu a sledovania zásobníka v čase chyby.
Je dôležité poznamenať, že chyby segmentácie sú zvyčajne spôsobené chybami programovania a považujú sa za chyby. Mali by byť opravené preskúmaním a opravou problematického kódu. Bežné príčiny porúch segmentácie zahŕňajú:
- Dereferencovanie nulových alebo neinicializovaných ukazovateľov
- Zápis alebo čítanie mimo hraníc poľa
- Použitie pamäte, ktorá bola predtým uvoľnená alebo uvoľnená
- Pretečenie zásobníka alebo poškodenie zásobníka
- Použitie neinicializovaných premenných
Starostlivým preskúmaním kódu a použitím nástrojov na ladenie, ako je GDB, môžete identifikovať a opraviť chyby segmentácie, čím sa zabezpečí, že váš program bude fungovať správne a nebude sa s týmito chybami stretávať.
GDB Debugger
GDB (GNU Debugger) je výkonný nástroj na ladenie, ktorý pomáha identifikovať a analyzovať problémy v kompilovaných programoch vrátane chýb segmentácie. Umožňuje vám preskúmať stav programu, spustiť body prerušenia a sledovať priebeh vykonávania.
Ak chcete efektívne použiť GDB na ladenie chýb segmentácie, musíte skompilovať svoj program C++ so zapnutými symbolmi ladenia. Tieto symboly zahŕňajú dodatočné informácie o štruktúre programu, premenných a funkciách, ktoré pomáhajú pri procese ladenia.
Nájdenie chyby segmentácie v C++ s GDB
Tu je príklad útržku kódu, ktorý spôsobuje chybu segmentácie:
#includeint Hlavná ( ) {
int * ptr = nullptr ;
* ptr = 5 ;
vrátiť 0 ;
}
Najprv si vysvetlime kód. Potom budeme diskutovať o krokoch o nájdení chyby segmentácie v predchádzajúcom kóde.
Direktíva preprocesora „#include
Vo vnútri funkcie main() sa nachádza deklarácia premennej ukazovateľa „ptr“ typu int*. Hodnota „nullptr“ sa používa ako inicializácia ukazovateľa, čo je špeciálna hodnota nulového ukazovateľa, ktorá označuje, že neukazuje na žiadnu platné miesto v pamäti.
Pokusy o dereferenciu sa vykonávajú s nulovým ukazovateľom „ptr“ v nasledujúcom riadku, ktorý je „*ptr = 5;“. V tomto prípade, keďže „ptr“ je nastavené na „nullptr“, neexistuje žiadne platné pamäťové miesto na prístup.
Teraz budeme diskutovať o niektorých krokoch, ktoré je potrebné prijať na zostavenie programu, aby sme našli chybu segmentácie.
Krok 1: Povoľte symboly ladenia
Ak chcete začať, uistite sa, že ste skompilovali svoj program C++ so zapnutými symbolmi ladenia. Na poskytnutie informácií o ladení spustiteľnému súboru počas kompilácie použite príznak „-g“. Zoberme si prípad, keď máme súbor C++ s názvom „main.cpp“.
$ g++ -g main.cpp -O HlavnáKrok 2: Spustite GDB
Keď je program skompilovaný so symbolmi ladenia, spustite GDB tak, že ako argument odošlete spustiteľný súbor.
$ gdb HlavnáKrok 3: Spustite program
Spustite program zadaním „run“ alebo „r“ na výzvu GDB:
$ ( gdb ) behaťVáš program sa potom začne vykonávať.
Krok 4: Identifikujte chybu segmentácie
Program pokračuje v činnosti, kým nenarazí na chybu segmentácie. Program sa potom zastaví a GDB zobrazí chybové hlásenie.
Napríklad: zoberme si predtým vysvetlený kód, kde keď sa pokúsime priradiť hodnotu 5 miestu pamäte, na ktorú ukazuje nulový ukazovateľ, výsledkom je chyba segmentácie. Program okamžite skončí na riadku, kde došlo k poruche segmentácie.
Pri spustení tohto programu s GDB uvidíte výstup podobný nasledujúcemu:
Tento výstup indikuje, že došlo k chybe segmentácie v hlavnej funkcii v riadku 5 súboru „main.cpp“.
Krok 5: Preskúmajte stopu zásobníka
Ak chcete získať viac informácií o chybe segmentácie, môžete preskúmať sledovanie zásobníka pomocou príkazu „backtrace“ alebo jednoducho „bt“. Tento príkaz zobrazí postupnosť volaní funkcií, ktoré vedú k zlyhaniu.
$ ( gdb ) btZobrazí sa stopa zásobníka, ktorá označuje funkcie, ktoré sa volajú pred chybou segmentácie:
Tento výstup nám hovorí, že chyba segmentácie sa vyskytla v hlavnej funkcii na riadku 5 súboru „main.cpp“.
Krok 6: Nastavte body zlomu
Ak chcete ďalej skúmať, môžete nastaviť body prerušenia na konkrétnych riadkoch kódu, aby ste v týchto bodoch zastavili vykonávanie programu. To vám umožní kontrolovať stav programu a premenné. Ak chcete napríklad nastaviť bod prerušenia na riadku 5 súboru „main.cpp“, použite príkaz „break“ takto:
$ ( gdb ) prestávka main.cpp: 5Toto nastaví bod prerušenia na riadok 5 súboru „main.cpp“:
Krok 7: Obnovte vykonávanie
Po nastavení bodov prerušenia obnovte vykonávanie programu pomocou príkazu „pokračovať“ alebo jednoducho „c“:
$ ( gdb ) ďalejProgram pokračuje v behu, kým nedosiahne bod prerušenia.
Krok 8: Skontrolujte premenné a kód
Akonáhle sa program zastaví na bode prerušenia, môžete použiť rôzne príkazy GDB na preskúmanie premenných, prechádzať kódom a skúmať príčinu chyby segmentácie.
Krok 9: Ukončite GDB
Po dokončení ladenia môžete GDB ukončiť pomocou príkazu „quit“:
$ ( gdb ) skončiťToto poskytuje základný prehľad o používaní GDB na nájdenie chýb segmentácie v programoch C++. GDB poskytuje mnoho ďalších funkcií a príkazov, ktoré môžu pomôcť pri ladení, a podrobnejšie informácie nájdete v dokumentácii GDB.
Záver
Tento článok demonštruje využitie GDB na nájdenie chyby segmentácie v C++. Vysvetlili sme vám kroky, ktoré je potrebné dodržať. Tieto kroky poskytujú komplexné vysvetlenie, ako nájsť chybu segmentácie v C++ pomocou GDB. Nasledovaním týchto krokov a využitím funkcií GDB môžete efektívne lokalizovať a ladiť zdroj chyby segmentácie vo vašom programe C++.