Chyby segmentace mohou být náročné na ladění, protože často vedou ke zhroucení bez poskytování podrobných chybových zpráv. Nástroje jako GDB (GNU Debugger) však mohou pomoci identifikovat zdroj chyby segmentace tím, že prozkoumají stav programu a trasování zásobníku v době chyby.
Je důležité si uvědomit, že chyby segmentace jsou obvykle způsobeny chybami v programování a jsou považovány za chyby. Měly by být opraveny kontrolou a opravou problematického kódu. Mezi běžné příčiny chyb segmentace patří:
- Dereferencování nulových nebo neinicializovaných ukazatelů
- Zápis nebo čtení mimo limity pole
- Použití paměti, která byla dříve uvolněna nebo uvolněna
- Přetečení zásobníku nebo poškození zásobníku
- Použití neinicializovaných proměnných
Pečlivým prozkoumáním kódu a používáním ladicích nástrojů, jako je GDB, můžete identifikovat a opravit chyby segmentace a zajistit, aby váš program fungoval správně a nenarazil na tyto chyby.
Debugger GDB
GDB (GNU Debugger) je výkonný nástroj pro ladění, který pomáhá identifikovat a analyzovat problémy v kompilovaných programech včetně chyb segmentace. Umožňuje vám zkoumat stav programu, spouštět body přerušení a sledovat průběh provádění.
Chcete-li efektivně používat GDB k ladění chyb segmentace, musíte svůj program C++ zkompilovat s povolenými symboly ladění. Tyto symboly obsahují další informace o struktuře, proměnných a funkcích programu, které pomáhají při procesu ladění.
Nalezení chyby segmentace v C++ s GDB
Zde je příklad fragmentu kódu, který způsobuje chybu segmentace:
#includeint hlavní ( ) {
int * ptr = nullptr ;
* ptr = 5 ;
vrátit se 0 ;
}
Nejprve si vysvětlíme kód. Poté probereme kroky o nalezení chyby segmentace v předchozím kódu.
Direktiva preprocesoru „#include
Uvnitř funkce main() je deklarace ukazatelové proměnné „ptr“ typu int*. Hodnota „nullptr“ se používá jako inicializace ukazatele, což je speciální hodnota nulového ukazatele, která označuje, že neukazuje na žádnou platné místo v paměti.
Pokusy o dereference se provádějí s nulovým ukazatelem „ptr“ v následujícím řádku, který je „*ptr = 5;“. V tomto případě, protože „ptr“ je nastaveno na „nullptr“, neexistuje žádné platné paměťové místo pro přístup.
Nyní probereme některé kroky, které je třeba přijmout při kompilaci programu, abychom našli chybu segmentace.
Krok 1: Povolte symboly ladění
Chcete-li začít, ujistěte se, že jste zkompilovali svůj program C++ s povolenými symboly ladění. Chcete-li spustitelnému souboru během kompilace poskytnout informace o ladění, použijte příznak „-g“. Zvažte případ, kdy máme soubor C++ s názvem „main.cpp“.
$ g++ -G main.cpp -Ó hlavníKrok 2: Spusťte GDB
Jakmile je program zkompilován s ladicími symboly, spusťte GDB předáním spustitelného souboru jako argumentu.
$ gdb hlavníKrok 3: Spusťte program
Spusťte program zadáním „run“ nebo „r“ na výzvu GDB:
$ ( gdb ) běhVáš program se poté začne provádět.
Krok 4: Identifikujte chybu segmentace
Program pokračuje v běhu, dokud nenarazí na chybu segmentace. Program se poté zastaví a GDB zobrazí chybovou zprávu.
Například: uvažme dříve vysvětlený kód, kde když se pokusíme přiřadit hodnotu 5 místu paměti, na které ukazuje nulový ukazatel, dojde k chybě segmentace. Program okamžitě skončí na řádku, kde došlo k chybě segmentace.
Při spuštění tohoto programu s GDB uvidíte výstup podobný následujícímu:
Tento výstup indikuje, že došlo k chybě segmentace v hlavní funkci na řádku 5 souboru „main.cpp“.
Krok 5: Prozkoumejte trasování zásobníku
Chcete-li získat více informací o chybě segmentace, můžete prozkoumat trasování zásobníku pomocí příkazu „backtrace“ nebo jednoduše „bt“. Tento příkaz zobrazí posloupnost volání funkcí, která vedou ke zhroucení.
$ ( gdb ) btZobrazí se trasování zásobníku, které označuje funkce, které jsou volány před chybou segmentace:
Tento výstup nám říká, že k chybě segmentace došlo ve funkci main na řádku 5 souboru „main.cpp“.
Krok 6: Nastavte body přerušení
Chcete-li dále prozkoumat, můžete nastavit zarážky na konkrétních řádcích kódu, abyste zastavili provádění programu v těchto bodech. To vám umožní kontrolovat stav a proměnné programu. Chcete-li například nastavit bod přerušení na řádku 5 souboru „main.cpp“, použijte příkaz „break“ následovně:
$ ( gdb ) přestávka main.cpp: 5Tím se nastaví bod přerušení na řádku 5 souboru „main.cpp“:
Krok 7: Obnovte provádění
Po nastavení bodů přerušení pokračujte v provádění programu pomocí příkazu „continue“ nebo jednoduše „c“:
$ ( gdb ) pokračovatProgram pokračuje v běhu, dokud nedosáhne bodu přerušení.
Krok 8: Zkontrolujte proměnné a kód
Jakmile se program zastaví na bodu přerušení, můžete pomocí různých příkazů GDB prozkoumat proměnné, procházet kódem a prozkoumat příčinu chyby segmentace.
Krok 9: Ukončete GDB
Po dokončení ladění můžete GDB ukončit pomocí příkazu „quit“:
$ ( gdb ) přestatTo poskytuje základní přehled o použití GDB k nalezení chyb segmentace v programech C++. GDB poskytuje mnoho dalších funkcí a příkazů, které mohou pomoci s laděním, a můžete se podívat do dokumentace GDB, kde najdete podrobnější informace.
Závěr
Tento článek ukazuje využití GDB k nalezení chyby segmentace v C++. Vysvětlili jsme vám kroky, které je třeba dodržet. Tyto kroky poskytují komplexní vysvětlení, jak najít chybu segmentace v C++ pomocí GDB. Dodržením těchto kroků a využitím funkcí GDB můžete efektivně najít a odladit zdroj chyby segmentace ve vašem programu C++.