Грешките в сегментирането могат да бъдат трудни за отстраняване на грешки, тъй като те често водят до сривове, без да предоставят подробни съобщения за грешка. Въпреки това инструменти като GDB (GNU Debugger) могат да помогнат при идентифицирането на източника на грешката в сегментирането, като изследват състоянието на програмата и трасирането на стека по време на грешката.
Важно е да се отбележи, че грешките в сегментирането обикновено са причинени от програмни грешки и се считат за грешки. Те трябва да бъдат коригирани чрез преглед и коригиране на проблемния код. Честите причини за грешки в сегментирането включват:
- Дерефериране на нулеви или неинициализирани указатели
- Писане или четене извън границите на масив
- Използване на памет, която преди това е била освободена или освободена
- Препълване на стека или повреда на стека
- Използване на неинициализирани променливи
Чрез внимателно изследване на вашия код и използване на инструменти за отстраняване на грешки като GDB, можете да идентифицирате и коригирате грешките в сегментирането, като гарантирате, че програмата ви работи правилно и няма да среща тези грешки.
GDB дебъгер
GDB (GNU Debugger) е мощен инструмент за отстраняване на грешки, който помага да се идентифицират и анализират проблемите в компилираните програми, включително грешки в сегментирането. Тя ви позволява да изследвате състоянието на програмата, да задействате точките на прекъсване и да наблюдавате потока на изпълнение.
За да използвате ефективно GDB за отстраняване на грешки в сегментирането, трябва да компилирате вашата C++ програма с разрешените символи за отстраняване на грешки. Тези символи включват допълнителна информация за структурата, променливите и функциите на програмата, която помага в процеса на отстраняване на грешки.
Намиране на грешка при сегментиране в C++ с GDB
Ето примерен кодов фрагмент, който причинява грешка в сегментирането:
#includeвътр основен ( ) {
вътр * ptr = nullptr ;
* ptr = 5 ;
връщане 0 ;
}
Нека първо обясним кода. След това ще обсъдим на стъпки относно намирането на грешка в сегментирането в предишния код.
Директивата за препроцесор “#include
Във функцията main() има декларация на указателна променлива „ptr“ от тип int*. Стойността „nullptr“ се използва като инициализация на указателя, която е специална стойност на нулев указател, която показва, че не сочи към никакъв валидно място в паметта.
Опитите за дереференция се правят с нулевия указател „ptr“ в следващия ред, който е „*ptr = 5;“. В този случай, тъй като „ptr“ е настроен на „nullptr“, няма валидно място в паметта за достъп.
Сега ще обсъдим някои стъпки, които трябва да бъдат предприети за компилиране на програмата, за да се намери грешката в сегментирането.
Стъпка 1: Активирайте символите за отстраняване на грешки
За да започнете, не забравяйте да компилирате вашата C++ програма с активираните символи за отстраняване на грешки. За да предоставите информация за отстраняване на грешки на изпълнимия файл по време на компилация, използвайте флага '-g'. Помислете за случая, в който имаме C++ файл, наречен „main.cpp“.
$ g++ -g main.cpp -О основенСтъпка 2: Стартирайте GDB
След като програмата е компилирана със символи за отстраняване на грешки, стартирайте GDB, като подадете изпълнимия файл като аргумент.
$ gdb основенСтъпка 3: Стартирайте програмата
Стартирайте програмата, като напишете „run“ или „r“ в подканата на GDB:
$ ( gdb ) тичамСлед това вашата програма ще започне да се изпълнява.
Стъпка 4: Идентифицирайте грешката на сегментирането
Програмата продължава да работи, докато не срещне грешка в сегментирането. След това програмата спира да работи и GDB извежда съобщение за грешка.
Например: нека разгледаме обяснения по-горе код, където, когато се опитаме да присвоим стойност 5 на мястото в паметта, към което сочи нулевият указател, това води до грешка в сегментирането. Програмата незабавно прекратява на реда, където възниква грешката в сегментирането.
Когато изпълнявате тази програма с GDB, ще видите изход, подобен на следния:
Този изход показва, че е възникнала грешка в сегментирането в основната функция на ред 5 на файла „main.cpp“.
Стъпка 5: Проучете проследяването на стека
За да получите повече представа за грешката на сегментиране, можете да разгледате проследяването на стека, като използвате командата „backtrace“ или просто „bt“. Тази команда показва последователността от извиквания на функция, която води до срива.
$ ( gdb ) btПоказва се проследяването на стека, което показва функциите, които са извикани преди грешката на сегментиране:
Този изход ни казва, че грешката в сегментирането е възникнала в основната функция на ред 5 на файла „main.cpp“.
Стъпка 6: Задайте точките на прекъсване
За да проучите по-нататък, можете да зададете точките на прекъсване на конкретни редове от код, за да спрете изпълнението на програмата в тези точки. Това ви позволява да инспектирате състоянието и променливите на програмата. Например, за да зададете точка на прекъсване на ред 5 на „main.cpp“, използвайте командата „break“, както следва:
$ ( gdb ) прекъсвам main.cpp: 5Това задава точка на прекъсване на ред 5 на файла „main.cpp“:
Стъпка 7: Възобновете изпълнението
След като зададете точките на прекъсване, продължете изпълнението на програмата, като използвате командата „продължи“ или просто „c“:
$ ( gdb ) продължиПрограмата продължава да работи, докато достигне точката на прекъсване.
Стъпка 8: Проверете променливите и кода
След като програмата спре в точка на прекъсване, можете да използвате различни GDB команди, за да прегледате променливите, да преминете през кода и да проучите причината за грешката в сегментирането.
Стъпка 9: Излезте от GDB
След като приключите с отстраняването на грешки, можете да излезете от GDB с помощта на командата „quit“:
$ ( gdb ) напуснетеТова предоставя основен преглед на използването на GDB за намиране на грешки в сегментирането в C++ програмите. GDB предоставя много повече функции и команди, които могат да помогнат при отстраняване на грешки и можете да се обърнете към документацията на GDB за по-задълбочена информация.
Заключение
Тази статия демонстрира използването на GDB за намиране на грешка в сегментирането в C++. Обяснихме ви стъпките, които трябва да следвате. Тези стъпки предоставят изчерпателно обяснение как да намерите грешка в сегментирането в C++ с помощта на GDB. Следвайки тези стъпки и използвайки функциите на GDB, можете ефективно да локализирате и отстраните грешките на източника на грешката в сегментирането във вашата C++ програма.