Pogreške segmentacije mogu biti izazovne za otklanjanje pogrešaka jer često rezultiraju rušenjima bez davanja detaljnih poruka o pogreškama. Međutim, alati kao što je GDB (GNU Debugger) mogu pomoći u identificiranju izvora pogreške segmentacije ispitivanjem stanja programa i praćenja hrpe u vrijeme nastanka pogreške.
Važno je napomenuti da su pogreške u segmentaciji obično uzrokovane programskim pogreškama i smatraju se greškama. Trebalo bi ih popraviti pregledom i ispravljanjem problematičnog koda. Uobičajeni uzroci grešaka u segmentaciji uključuju:
- Dereferenciranje nultih ili neinicijaliziranih pokazivača
- Pisanje ili čitanje izvan granica niza
- Korištenje memorije koja je prethodno bila delocirana ili oslobođena
- Prelijevanje ili oštećenje stoga
- Korištenje neinicijaliziranih varijabli
Pažljivim ispitivanjem vašeg koda i korištenjem alata za otklanjanje pogrešaka kao što je GDB, možete identificirati i popraviti greške segmentacije, osiguravajući da vaš program radi ispravno i da se ne susreće s tim pogreškama.
GDB Debugger
GDB (GNU Debugger) je moćan alat za ispravljanje pogrešaka koji pomaže identificirati i analizirati probleme u kompajliranim programima, uključujući pogreške u segmentaciji. Omogućuje vam ispitivanje stanja programa, pokretanje prijelomnih točaka i promatranje tijeka izvršenja.
Za učinkovito korištenje GDB-a za otklanjanje grešaka u segmentaciji, trebate kompajlirati svoj C++ program s omogućenim simbolima za otklanjanje pogrešaka. Ovi simboli uključuju dodatne informacije o strukturi programa, varijablama i funkcijama koje pomažu u procesu otklanjanja pogrešaka.
Pronalaženje pogreške segmentacije u C++ s GDB-om
Evo primjera isječka koda koji uzrokuje pogrešku segmentacije:
#includeint glavni ( ) {
int * ptr = nullptr ;
* ptr = 5 ;
povratak 0 ;
}
Prvo objasnimo kôd. Zatim ćemo u koracima raspravljati o pronalaženju pogreške segmentacije u prethodnom kodu.
Direktiva predprocesora “#include
Unutar funkcije main() nalazi se deklaracija varijable pokazivača 'ptr' tipa int*. Vrijednost 'nullptr' koristi se kao inicijalizacija pokazivača što je posebna vrijednost nultog pokazivača koja označava da ne pokazuje na bilo koji važeća memorijska lokacija.
Pokušaji dereferenciranja vrše se s nultim pokazivačem 'ptr' u sljedećem retku koji je '*ptr = 5;'. U ovom slučaju, budući da je “ptr” postavljen na “nullptr”, ne postoji važeća memorijska lokacija za pristup.
Sada ćemo raspraviti neke korake koje treba usvojiti za kompajliranje programa kako bi se pronašla pogreška segmentacije.
Korak 1: Omogućite simbole za otklanjanje pogrešaka
Za početak, pobrinite se da kompajlirate svoj C++ program s omogućenim simbolima za otklanjanje pogrešaka. Za pružanje informacija o otklanjanju pogrešaka izvršnoj datoteci tijekom kompilacije, koristite oznaku '-g'. Razmotrimo slučaj u kojem imamo C++ datoteku pod nazivom 'main.cpp'.
$ g++ -g glavni.cpp -O glavniKorak 2: Pokrenite GDB
Nakon što je program kompajliran sa simbolima za otklanjanje pogrešaka, pokrenite GDB prosljeđivanjem izvršne datoteke kao argumenta.
$ gdb glavniKorak 3: Pokrenite program
Pokrenite program upisivanjem “run” ili “r” na GDB odzivniku:
$ ( gdb ) trčanjeVaš program će se tada početi izvršavati.
Korak 4: Identificirajte pogrešku segmentacije
Program nastavlja raditi dok ne naiđe na pogrešku segmentacije. Program tada prestaje raditi, a GDB proizvodi poruku o pogrešci.
Na primjer: razmotrimo prethodno objašnjeni kod gdje kada pokušamo dodijeliti vrijednost 5 memorijskoj lokaciji na koju pokazuje nulti pokazivač, to rezultira pogreškom segmentacije. Program odmah završava na liniji gdje se pojavljuje pogreška segmentacije.
Kada pokrenete ovaj program s GDB-om, vidjet ćete izlaz sličan sljedećem:
Ovaj izlaz označava da je došlo do pogreške segmentacije u glavnoj funkciji u retku 5 datoteke 'main.cpp'.
Korak 5: Pregledajte Stack Trace
Da biste stekli više uvida u pogrešku segmentacije, možete pregledati praćenje hrpe pomoću naredbe 'backtrace' ili jednostavno 'bt'. Ova naredba prikazuje slijed poziva funkcija koji dovodi do pada.
$ ( gdb ) btPrikazuje se trag stoga koji označava funkcije koje su pozvane prije greške segmentacije:
Ovaj izlaz nam govori da je došlo do greške segmentacije u glavnoj funkciji u retku 5 datoteke 'main.cpp'.
Korak 6: Postavite prijelomne točke
Da biste dodatno istražili, možete postaviti prijelomne točke na određene retke koda kako biste zaustavili izvođenje programa na tim točkama. To vam omogućuje pregled stanja i varijabli programa. Na primjer, da biste postavili prijelomnu točku u retku 5 'main.cpp', koristite naredbu 'break' na sljedeći način:
$ ( gdb ) pauza glavni.cpp: 5Ovo postavlja prijelomnu točku u retku 5 datoteke 'main.cpp':
Korak 7: Nastavite s izvršenjem
Nakon postavljanja prijelomnih točaka, nastavite s izvođenjem programa pomoću naredbe 'nastavi' ili jednostavno 'c':
$ ( gdb ) nastavitiProgram nastavlja raditi dok ne dosegne prijelomnu točku.
Korak 8: Pregledajte varijable i kod
Nakon što se program zaustavi na prijelomnoj točki, možete koristiti različite GDB naredbe za ispitivanje varijabli, korak kroz kod i istraživanje uzroka greške segmentacije.
Korak 9: Zatvorite GDB
Nakon što završite s otklanjanjem pogrešaka, možete izaći iz GDB-a pomoću naredbe “quit”:
$ ( gdb ) prestatiOvo daje osnovni pregled korištenja GDB-a za pronalaženje grešaka u segmentaciji u C++ programima. GDB pruža mnogo više značajki i naredbi koje mogu pomoći u otklanjanju pogrešaka, a možete pogledati GDB dokumentaciju za detaljnije informacije.
Zaključak
Ovaj članak demonstrira korištenje GDB-a za pronalaženje pogreške segmentacije u C++. Objasnili smo vam korake koje morate slijediti. Ovi koraci pružaju iscrpno objašnjenje o tome kako pronaći pogrešku segmentacije u C++ pomoću GDB-a. Slijedeći ove korake i koristeći značajke GDB-a, možete učinkovito locirati i ispraviti izvor pogreške segmentacije u svom C++ programu.