Segmentavimo klaida yra C klaidos tipas, kuris atsiranda, kai programa bando pasiekti atminties adresą, prie kurio ji neturi teisės. Tai dažnai atsitinka, kai programa bando naudoti atmintį, kurios ji nepaskyrė, arba atmintį, kuri jau buvo atlaisvinta.
Dėl segmentavimo problemos dažniausiai programa užstringa arba staiga nutrūksta. Norėdami išspręsti problemą, pirmiausia turime nustatyti klaidos šaltinį ir atlikti reikiamus šaltinio kodo pakeitimus.
Toliau pateikiamos kelios dažniausiai pasitaikančios C segmentavimo gedimų priežastys:
1. Nulinės rodyklės: Bandymas atšaukti nuorodą į nulinį arba neįjungtą rodyklę gali sukelti segmentavimo gedimą. C kalboje NULL rodyklė nurodo saugyklą, kurios nėra. Tai gali būti 0x00000000 arba kita nurodyta suma (jei tai nėra tikroji vieta). Nuorodos į NULL panaikinimas reiškia bandymą pasiekti bet ką, į ką nukreipia žymeklis. Nuorodų panaikinimo operatorius yra *. Nuorodos į NULL žymeklį panaikinimas turi neapibrėžtą elgesį.
Atsižvelgiant į kitą kodo skyrių,
C kodas:
tokia svetainė kaip coomeet
int *ptr = NULL; *ptr = 5;
Šiame kode apibrėžėme žymeklio ptr ir nustatėme jį į NULL. Segmentavimo klaida atsiras, jei pereisime prie ptr nuorodos ir priskirsime reikšmę 5 atminties adresui, į kurį jis nurodo, nes bandome pasiekti atminties vietą, kuri mums neleidžiama.
2. Buferio perpildymas: Segmentavimo klaida gali atsirasti, kai duomenys įrašomi po paskirto buferio pabaigos. Turime buferio perpildymą, kai gauname atmintį, kurios nėra vietiniame buferyje.
Atsižvelgiant į kitą kodo skyrių,
C kodas:
int arr[5]; arr[5] = 10;
Aukščiau pateiktame kode paskelbėme 5 dimensijų masyvą. Kai bandome priskirti skaičių 10 šeštajam masyvo nariui (kurio nėra), įvyksta segmentavimo klaida, nes bandome pasiekti atmintį per masyvo pabaigą.
3. Krūvos perpildymas: Segmentavimo klaida gali įvykti, jei programa sunaudoja visą turimą kamino vietą. Krūvos perpildymas įvyksta, kai sunaudojame daugiau vietos, nei kam buvo skirta, pavyzdžiui:
C kodas:
void fun(int p){ fun(p); cout<<p>In this case, the function fun calls itself endlessly, enabling the recursive stack to run out of memory (Stack overflow error).</p> <p> <strong>4. Accessing Deallocation Memory:</strong> Accessing previously freed memory can result in a segmentation fault.</p> <p>Given the following section of code,</p> <p> <strong>C Code:</strong> </p> <pre> int *ptr = malloc(sizeof(int)); *ptr = 5; free(ptr); *ptr = 10; // attempting to access deallocated memory </pre> <p>We used the malloc() function to allocate memory dynamically in this code to hold an integer value of 5. The memory was subsequently freed using the free() method. We then attempt to get to the memory pointed to by ptr again and assign the value 10. Because this memory is currently being deallocated, accessing it will result in a segmentation fault.</p> <p>To avoid this form of segmentation fault, avoid accessing memory that has been previously freed with the free() method. Always free memory only when it has become no longer needed, and never try to retrieve it after it has been freed.</p> <p> <strong>5. Incorrect Pointer Arithmetic:</strong> Incorrect pointer arithmetic can result in a segmentation fault.</p> <p>Given the following section of code,</p> <p> <strong>C Code:</strong> </p> <pre> int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5}; int *ptr = &arr[2]; *(ptr + 10) = 10; </pre> <p>In this code, we created an array arr of size 5 and initialized it with some values. We've also defined a pointer ptr and set it to the memory location of the third element of arr. When we try to add 10 to ptr and dereference it to assign the value 10 to the memory location it is pointing to, a segmentation fault occurs because we are attempting to access memory outside the bounds of arr.</p> <h3>Prevention:</h3> <p>These are just a few C code examples that could cause a segmentation problem. It is vital to thoroughly test the source code to ensure it is allocating and deallocating memory correctly, preventing null pointers and buffer overflows, and employing pointer arithmetic to avoid segmentation issues.</p> <p>To avoid segmentation faults in C code, allocate and deallocate memory correctly, avoid null pointers and buffer overflows, and use pointer arithmetic cautiously.</p> <p>To debug a segmentation fault in C, use a debugger such as GDB. GDB allows users to inspect variable and memory location values as they go through the code line by line. This can help us figure out which line of code is causing the segmentation error.</p> <h2>Conclusion:</h2> <p>A segmentation fault is a common problem in C that can be caused by a variety of issues, including null pointers, buffer overflows, stack overflows, accessing deallocated memory, and incorrect pointer arithmetic. To remedy the issue, we must first identify the source of the error and then make the necessary adjustments to our code.</p> <hr> Naudojome funkciją malloc() norėdami dinamiškai paskirstyti atmintį šiame kode, kad būtų išlaikyta sveikojo skaičiaus reikšmė 5. Vėliau atmintis buvo atlaisvinta naudojant free() metodą. Tada vėl bandome pasiekti atmintį, kurią nurodė ptr, ir priskiriame reikšmę 10. Kadangi šiuo metu ši atmintis yra atlaisvinama, prieiga prie jos atsiras segmentavimo klaida.
Norėdami išvengti šios formos segmentavimo gedimo, venkite pasiekti atminties, kuri anksčiau buvo atlaisvinta naudojant free() metodą. Visada atlaisvinkite atmintį tik tada, kai ji tapo nebereikalinga, ir niekada nebandykite jos atkurti po to, kai ji buvo atlaisvinta.
5. Neteisinga rodyklės aritmetika: Neteisinga rodyklės aritmetika gali sukelti segmentavimo gedimą.
Atsižvelgiant į kitą kodo skyrių,
C kodas:
int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5}; int *ptr = &arr[2]; *(ptr + 10) = 10; Šiame kode sukūrėme 5 dydžio masyvo arr ir inicijavome jį kai kuriomis reikšmėmis. Taip pat apibrėžėme žymeklį ptr ir nustatėme jį į trečiojo arr elemento atminties vietą. Kai bandome pridėti 10 prie ptr ir panaikinti jo nuorodą, kad priskirtų reikšmę 10 atminties vietai, į kurią jis nurodo, įvyksta segmentavimo klaida, nes bandome pasiekti atmintį už arr ribų.
Prevencija:
Tai tik keli C kodo pavyzdžiai, galintys sukelti segmentavimo problemą. Labai svarbu kruopščiai išbandyti šaltinio kodą, kad įsitikintumėte, jog jis teisingai paskirsto ir atlaisvina atmintį, užkerta kelią nulinėms rodyklėms ir buferio perpildymui bei naudoja rodyklės aritmetiką, kad būtų išvengta segmentavimo problemų.
Kad išvengtumėte segmentavimo klaidų C kode, teisingai paskirstykite ir atlaisvinkite atmintį, venkite nulinių rodyklių ir buferio perpildymo ir atsargiai naudokite rodyklės aritmetiką.
Norėdami derinti segmentavimo klaidą C, naudokite derinimo priemonę, pvz., GDB. GDB leidžia vartotojams patikrinti kintamųjų ir atminties vietos reikšmes, kai jie pereina per kodą eilutė po eilutės. Tai gali padėti mums išsiaiškinti, kuri kodo eilutė sukelia segmentavimo klaidą.
Išvada:
Segmentavimo klaida yra dažna C problema, kurią gali sukelti įvairios problemos, įskaitant nulinius rodmenis, buferio perpildymą, dėklo perpildymą, prieigą prie atlaisvintos atminties ir neteisingą rodyklės aritmetiką. Norėdami išspręsti problemą, pirmiausia turime nustatyti klaidos šaltinį ir atlikti reikiamus kodo pakeitimus.