段错误如何调试

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文章目录

  • 前言
  • 段错误产生的原因
  • 问题1:访问不存在的内存地址
  • 问题2:访问只读的内存地址
  • 问题3:栈溢出
  • 问题4:内存越界
  • 如何解决段错误
    • 方法一:使用C语言printf函数打印来判断出错位置
      • 有可能会出现的问题:打印不出来信息。如下方实例
      • 解决问题的方法
      • 为什么可以这样解决
    • 方法二:借助linux当中的gdb来调试
  • 总结


前言

嵌入式C开发,或多或少都遇到段错误(segmentation fault )。段错误(Segmentation fault)是一种运行时错误,在程序运行时可能由于某些原因而发生。下面是我对一些典型的段错误总结。


提示:以下是本篇文章正文内容,下面案例可供参考

段错误产生的原因

1、访问不存在的内存地址
2、访问只读的内存地址
3、栈溢出
4、内存越界

注意: 这里我总结了在大学期间遇到的问题,有可能段错误产生的原因不止这些。

问题1:访问不存在的内存地址

#include <stdio.h>int main(int argc, char **argv)
{printf("==================段错误==================\n");int *p = NULL;*p = 2244;return 0;
}

在这里插入图片描述

问题2:访问只读的内存地址

#include "stdio.h"
#include <stdlib.h>
#include "string.h"
void main()
{printf("=================段错误==================\n");char Data[] = "123456";char *data = NULL;	//即使初始化为空,指针data可能是指向了一个只读的内存:memcpy执行失败,造成空指针解引用(空指针间接引用)memcpy (data,Data,sizeof(Data));	//引用空指针printf ("data is %s.\nand sizeof(Data) is %d.\n", data, sizeof(Data));free(data);data = NULL;
}
#include <stdio.h>int main(int argc, char **argv)
{printf("==================段错误==================\n");char *str = "hello world";str[0] = 'H';return 0;
}

在这里插入图片描述

问题3:栈溢出

    程序的有效内存还可以再分为多个区域,每个区域都有不同的作用,比如代码区、全局数据区、堆区、栈区、动态链接库区等。栈就是这些内存分区中的一个。栈的作用就是存储程序的局部数据

    对于C/C++来说,局部数据是指在函数内部定义的数据。例如在函数内部定义的变量、指针、参数、结构体、数组、对象、引用等,它们都要保存到栈中。

    那么,栈为什么会溢出?

    对每个程序来说,栈能使用的内存是有限的,一般是 1M~8M,这在编译时就已经决定了,程序运行期间不能再改变。如果程序使用的栈内存超出最大值,就会发生栈溢出(Stack Overflow)错误,程序就崩溃了。

    最常见的栈溢出现象就是递归。每次递归就相当于调用一个函数,函数每次被调用时都会将局部数据(在函数内部定义的变量、参数、数组、对象等)放入栈中。

    如果递归1000次,那么就会将1000份这样的数据放入栈中。这些数据占用的内存直到整个递归结束才会被释放,在递归过程中只会累加,不会释放。如果递归次数过多,并且局部数据也多,那么会使用大量的栈内存,很容易就导致栈溢出了。

#include <stdio.h>static void test(void)
{char buf[2048 * 2048] = {0};    //每次递归均会分配存储区static int i = 0;i++;printf("i = %d\n", i);test();    //递归
}int main(int argc, char **argv)
{printf("==================段错误==================\n");test();return 0;
}

在这里插入图片描述

问题4:内存越界

#include <stdio.h>int main(int argc, char **argv)
{printf("==================段错误==================\n");static char arr[8] = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7};printf("arr[4444] = %d\n", arr[4444]);    //访问下标超出了数组长度return 0;
}

在这里插入图片描述

如何解决段错误

方法一:使用C语言printf函数打印来判断出错位置

有可能会出现的问题:打印不出来信息。如下方实例

#include <stdio.h>int main ()
{//指针没有初始化,因为野指针写了100,这个代码肯定就会出现段错误问题printf("11111");int *p;printf("2222");*p = 100;printf("33333");return 0;
}

上图的c语言程序,运行结果如下:
在这里插入图片描述
出现的问题:无法正常打印

解决问题的方法

解决的方法是要在每个printf函数输出完内容后面加上\n

#include <stdio.h>int main ()
{//指针没有初始化,因为野指针写了100,这个代码肯定就会出现段错误问题printf("11111\n");int *p;printf("2222\n");*p = 100;printf("33333\n");return 0;
}

修改后的C语言程序运行结果如下图:
在这里插入图片描述

为什么可以这样解决

    C语言的\n有两个作用。第一个:起到换行作用。第二个:起到刷新缓冲区的作用。这里问题的解决,就是使用了其第二个作用。因此,在日常写程序的时候,使用printf函数的时候加上\n会更加稳妥一些
    不然,出现一些玄学问题,肯定又得多掉一些头发了。

方法二:借助linux当中的gdb来调试

第一步:后面加上 -g
在这里插入图片描述
第二步:使用gdb来运行test文件
在这里插入图片描述

最后:输入run+回车
在这里插入图片描述
现在,我们就可以观察到段错误出现在哪里了。
注意:有可能自己下载虚拟机上面没有gdb,那么需要先安装,然后再使用。

总结

遇到错误大家一定不要慌,不着急慢慢来。多找找资料,就能把问题都解决掉。

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