Segmentācijas kļūda ir C kļūdas veids, kas rodas, kad programma mēģina piekļūt atmiņas adresei, kurai tai nav atļauts piekļūt. Tas bieži notiek, kad programma mēģina izmantot atmiņu, kas nav piešķirta, vai atmiņu, kas jau ir atbrīvota.
Segmentācijas problēma parasti izraisa programmas avāriju vai pēkšņu darbību. Lai atrisinātu problēmu, vispirms ir jānosaka kļūdas avots un jāveic nepieciešamās korekcijas avota kodā.
Tālāk ir minēti daži no visbiežāk sastopamajiem segmentācijas kļūdu cēloņiem C:
1. Nulles norādes: Mēģinot noņemt atsauci uz nulles vai neinicializētu rādītāju, var rasties segmentācijas kļūda. C valodā NULL rādītājs attiecas uz krātuvi, kuras nav. Tas varētu būt 0x00000000 vai cita noteikta summa (ja vien tā nav faktiskā atrašanās vieta). Atsauces atcelšana uz NULL atsauci nozīmē mēģinājumu sasniegt visu, uz ko norāda rādītājs. Atsauces noņemšanas operators ir operators *. Atsauces uz NULL rādītāja atcelšanai ir nenoteikta darbība.
Ņemot vērā šādu koda sadaļu,
C kods:
attēlu izlīdzināšana css
int *ptr = NULL; *ptr = 5;
Mēs definējām rādītāja ptr šajā kodā un iestatījām to uz NULL. Segmentācijas kļūda radīsies, ja turpināsim atsaukt ptr un piešķirsim vērtību 5 atmiņas adresei, uz kuru tā norāda, jo mēs mēģinām piekļūt atmiņas vietai, kurai mums nav atļauts piekļūt.
2. Bufera pārpildes: Segmentācijas kļūda var rasties, ja dati tiek rakstīti pēc piešķirtā bufera beigām. Mums ir bufera pārpilde, kad izgūstam atmiņu, kas neatrodas vietējā buferī.
Ņemot vērā šādu koda sadaļu,
C kods:
int arr[5]; arr[5] = 10;
Iepriekš minētajā kodā mēs deklarējām 5-dimensiju masīvu arr. Mēģinot piešķirt skaitli 10 masīva sestajam dalībniekam (kas neeksistē), rodas segmentācijas kļūda, jo mēs cenšamies piekļūt atmiņai masīva beigās.
3. Steka pārpilde: Segmentācijas kļūda var rasties, ja programma patērē visu pieejamo steka vietu. Kaudzītes pārpilde notiek, ja patērējam vairāk vietas, nekā ir atvēlēts, piemēram:
C kods:
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> Mēs izmantojām funkciju malloc(), lai šajā kodā dinamiski piešķirtu atmiņu, lai saglabātu vesela skaitļa vērtību 5. Pēc tam atmiņa tika atbrīvota, izmantojot free() metodi. Pēc tam mēs atkal mēģinām piekļūt atmiņai, uz kuru norāda ptr, un piešķiram vērtību 10. Tā kā šī atmiņa pašlaik tiek atbrīvota, piekļūstot tai, radīsies segmentācijas kļūda.
Lai izvairītos no šāda veida segmentācijas kļūdas, nepiekļūstiet atmiņai, kas iepriekš ir atbrīvota, izmantojot free() metodi. Vienmēr atbrīvojiet atmiņu tikai tad, kad tā vairs nav vajadzīga, un nekad nemēģiniet to izgūt pēc atbrīvošanas.
5. Nepareiza rādītāja aritmētika: Nepareiza rādītāja aritmētika var izraisīt segmentācijas kļūdu.
Ņemot vērā šādu koda sadaļu,
C kods:
int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5}; int *ptr = &arr[2]; *(ptr + 10) = 10; Šajā kodā mēs izveidojām 5. izmēra masīvu arr un inicializējām to ar dažām vērtībām. Mēs esam arī definējuši rādītāju ptr un iestatījuši to arr trešā elementa atmiņas vietā. Mēģinot ptr pievienot 10 un atcelt to, lai piešķirtu vērtību 10 atmiņas vietai, uz kuru tas norāda, rodas segmentācijas kļūda, jo mēs cenšamies piekļūt atmiņai ārpus arr robežām.
Profilakse:
Šie ir tikai daži C koda piemēri, kas var izraisīt segmentācijas problēmu. Ir ļoti svarīgi rūpīgi pārbaudīt avota kodu, lai pārliecinātos, ka tas pareizi piešķir un atdala atmiņu, novērš nulles rādītājus un bufera pārpildes, un izmanto rādītāju aritmētiku, lai izvairītos no segmentācijas problēmām.
Lai izvairītos no segmentācijas kļūdām C kodā, pareizi piešķiriet un atbrīvojiet atmiņu, izvairieties no nulles rādītājiem un bufera pārpildes un piesardzīgi izmantojiet rādītāju aritmētiku.
Lai atkļūdotu segmentācijas kļūdu programmā C, izmantojiet atkļūdotāju, piemēram, GDB. GDB ļauj lietotājiem pārbaudīt mainīgās un atmiņas atrašanās vietas vērtības, kad tās iet cauri koda rindai. Tas var mums palīdzēt noskaidrot, kura koda rindiņa izraisa segmentācijas kļūdu.
Secinājums:
Segmentācijas kļūme ir izplatīta C problēma, ko var izraisīt dažādas problēmas, tostarp nulles norādes, bufera pārpildes, steku pārpildes, piekļuve atdalītajai atmiņai un nepareiza rādītāja aritmētika. Lai novērstu problēmu, mums vispirms ir jāidentificē kļūdas avots un pēc tam jāveic nepieciešamās koda korekcijas.