段错误如何调试

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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;
}

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;
}

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;
}

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;
}

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:

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：

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

第二步：使用gdb来运行test文件

最后：输入run+回车

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。