Ошибки сегментации могут быть сложными для отладки, поскольку они часто приводят к сбоям без предоставления подробных сообщений об ошибках. Однако такие инструменты, как GDB (GNU Debugger), могут помочь определить источник ошибки сегментации, исследуя состояние программы и трассировку стека на момент возникновения ошибки.
Важно отметить, что ошибки сегментации обычно вызваны ошибками программирования и считаются ошибками. Их следует исправить путем проверки и исправления проблемного кода. К частым причинам ошибок сегментации относятся:
- Разыменование нулевых или неинициализированных указателей
- Запись или чтение за пределами массива
- Использование памяти, которая ранее была освобождена или освобождена
- Переполнение стека или повреждение стека
- Использование неинициализированных переменных
Тщательно исследуя свой код и используя инструменты отладки, такие как GDB, вы можете выявить и исправить ошибки сегментации, гарантируя, что ваша программа работает правильно и не сталкивается с этими ошибками.
Отладчик GDB
GDB (GNU Debugger) — мощный инструмент отладки, который помогает выявлять и анализировать проблемы в скомпилированных программах, включая ошибки сегментации. Это позволяет вам проверять состояние программы, запускать точки останова и наблюдать за ходом выполнения.
Чтобы эффективно использовать GDB для отладки ошибок сегментации, вам необходимо скомпилировать программу на C++ с включенными символами отладки. Эти символы содержат дополнительную информацию о структуре программы, переменных и функциях, которая помогает в процессе отладки.
Поиск ошибки сегментации в C++ с помощью GDB
Вот пример фрагмента кода, который вызывает ошибку сегментации:
#includeинтервал основной ( ) {
интервал * ПТР '=' нульптр ;
* ПТР '=' 5 ;
возвращаться 0 ;
}
Давайте сначала объясним код. Затем мы поэтапно обсудим поиск ошибки сегментации в предыдущем коде.
Директива препроцессора «#include
Внутри функции main() есть объявление переменной-указателя «ptr» типа int*. Значение «nullptr» используется в качестве инициализации указателя, который представляет собой специальное значение нулевого указателя, указывающее, что он не указывает ни на какой объект. допустимая ячейка памяти.
Попытки разыменования выполняются с использованием нулевого указателя «ptr» в следующей строке: «*ptr = 5;». В этом случае, поскольку для «ptr» установлено значение «nullptr», нет допустимой области памяти для доступа.
Теперь мы обсудим некоторые шаги, которые необходимо предпринять для компиляции программы, чтобы найти ошибку сегментации.
Шаг 1. Включите символы отладки
Для начала обязательно скомпилируйте программу на C++ с включенными символами отладки. Чтобы предоставить отладочную информацию исполняемому файлу во время компиляции, используйте флаг «-g». Рассмотрим случай, когда у нас есть файл C++ с именем «main.cpp».
$ г++ -г main.cpp -О основнойШаг 2: Запустите GDB
После того как программа скомпилирована с отладочными символами, запустите GDB, передав исполняемый файл в качестве аргумента.
$ БДБ основнойШаг 3: Запустите программу
Запустите программу, набрав «run» или «r» в командной строке GDB:
$ ( БДБ ) бегатьПосле этого ваша программа начнет выполняться.
Шаг 4. Определите ошибку сегментации
Программа продолжает работать до тех пор, пока не обнаружит ошибку сегментации. Затем программа прекращает работу, и GDB выдает сообщение об ошибке.
Например: давайте рассмотрим ранее объясненный код, в котором, когда мы пытаемся присвоить значение 5 ячейке памяти, на которую указывает нулевой указатель, это приводит к ошибке сегментации. Программа немедленно завершает работу на строке, где возникает ошибка сегментации.
При запуске этой программы с GDB вы увидите вывод, аналогичный следующему:
Этот вывод указывает на то, что в основной функции в строке 5 файла «main.cpp» произошла ошибка сегментации.
Шаг 5. Проверьте трассировку стека
Чтобы получить больше информации об ошибке сегментации, вы можете просмотреть трассировку стека с помощью команды «backtrace» или просто «bt». Эта команда отображает последовательность вызовов функций, которая приводит к сбою.
$ ( БДБ ) БТОтображается трассировка стека, которая указывает функции, которые вызываются до ошибки сегментации:
Этот вывод сообщает нам, что ошибка сегментации произошла в основной функции в строке 5 файла «main.cpp».
Шаг 6: Установите точки останова
Для дальнейшего исследования вы можете установить точки останова в определенных строках кода, чтобы остановить выполнение программы в этих точках. Это позволяет вам проверять состояние и переменные программы. Например, чтобы установить точку останова в строке 5 файла «main.cpp», используйте команду «break» следующим образом:
$ ( БДБ ) перерыв основной.cpp: 5Это устанавливает точку останова в строке 5 файла «main.cpp»:
Шаг 7: Возобновите выполнение
После установки точек останова возобновите выполнение программы с помощью команды «continue» или просто «c»:
$ ( БДБ ) продолжатьПрограмма продолжает работать до тех пор, пока не достигнет точки останова.
Шаг 8. Проверьте переменные и код
Как только программа остановится на точке останова, вы можете использовать различные команды GDB для проверки переменных, пошагового выполнения кода и выяснения причины ошибки сегментации.
Шаг 9: Закройте GDB
После завершения отладки вы можете выйти из GDB с помощью команды «quit»:
$ ( БДБ ) покидатьЗдесь представлен базовый обзор использования GDB для поиска ошибок сегментации в программах на C++. GDB предоставляет множество дополнительных функций и команд, которые могут помочь при отладке. Более подробную информацию можно найти в документации GDB.
Заключение
В этой статье демонстрируется использование GDB для поиска ошибок сегментации в C++. Мы объяснили вам шаги, которые необходимо выполнить. Эти шаги предоставляют подробное объяснение того, как найти ошибку сегментации в C++ с помощью GDB. Выполняя эти шаги и используя возможности GDB, вы сможете эффективно найти и отладить источник ошибки сегментации в вашей программе на C++.