linux編程段錯誤及調試方法

總而言之,產生段錯誤就是訪問了錯誤的內存段,一般是你沒有權限,或者根本就不存在對應的物理內存,尤其常見的是訪問0地址.

一般來說, 段錯誤就是指訪問的內存超出了系統所給這個程序的內存空間,通常這個值是由gdtr來保存的,他是一個48位的寄存器,其中的32位是保存由它指向的 gdt表,後13位保存相應於gdt的下標,最後3位包括了程序是否在內存中以及程序的在cpu中的運行級別,指向的gdt是由以64位爲一個單位的表,在這張表中就保存着程序運行的代碼段以及數據段的起始地址以及與此相應的段限和頁面交換還有程序運行級別還有內存粒度等等的信息。一旦一個程序發生了越界訪問,cpu就會產生相應的異常保護,於是segmentation fault就出現了.

在編程中以下幾類做法容易導致段錯誤,基本是是錯誤地使用指針引起的

1)訪問系統數據區,尤其是往 系統保護的內存地址寫數據
最常見就是給一個指針以0地址
2)內存越界(數組越界,變量類型不一致等) 訪問到不屬於你的內存區域

解決方法

我們在用C/C++語言寫程序的時侯,內存管理的絕大部分工作都是需要我們來做的。實際上,內存管理是一個比較繁瑣的工作,無論你多高明,經驗多豐富,難免會在此處犯些小錯誤,而通常這些錯誤又是那麼的淺顯而易於消除。但是手工“除蟲”(debug),往往是效率低下且讓人厭煩的,本文將就"段錯誤"這個內存訪問越界的錯誤談談如何快速定位這些"段錯誤"的語句。
下面將就以下的一個存在段錯誤的程序介紹幾種調試方法:
1 dummy_function (void)
2 {
3 unsigned char *ptr = 0x00;
4 *ptr = 0x00;
5 }
6
7 int main (void)
8 {
9 dummy_function ();
10
11 return 0;
12 }

作爲一個熟練的C/C++程序員,以上代碼的bug應該是很清楚的,因爲它嘗試操作地址爲0的內存區域,而這個內存區域通常是不可訪問的禁區,當然就會出錯了。我們嘗試編譯運行它:
xiaosuo@gentux test $ ./a.out
段錯誤

果然不出所料,它出錯並退出了。
1.利用gdb逐步查找段錯誤:
這種方法也是被大衆所熟知並廣泛採用的方法,首先我們需要一個帶有調試信息的可執行程序,所以我們加上“-g -rdynamic"的參數進行編譯,然後用gdb調試運行這個新編譯的程序,具體步驟如下:
xiaosuo@gentux test $ gcc -g -rdynamic d.c
xiaosuo@gentux test $ gdb ./a.out
GNU gdb 6.5
Copyright (C) 2006 Free Software Foundation, Inc.
GDB is free software, covered by the GNU General Public License, and you are
welcome to change it and/or distribute copies of it under certain conditions.
Type "show copying" to see the conditions.
There is absolutely no warranty for GDB. Type "show warranty" for details.
This GDB was configured as "i686-pc-linux-gnu"...Using host libthread_db library "/lib/libthread_db.so.1".

(gdb) r
Starting program: /home/xiaosuo/test/a.out

Program received signal SIGSEGV, Segmentation fault.
0x08048524 in dummy_function () at d.c:4
4 *ptr = 0x00;
(gdb)

哦?!好像不用一步步調試我們就找到了出錯位置d.c文件的第4行,其實就是如此的簡單。
從這裏我們還發現進程是由於收到了SIGSEGV信號而結束的。通過進一步的查閱文檔(man 7 signal),我們知道SIGSEGV默認handler的動作是打印”段錯誤"的出錯信息,併產生Core文件,由此我們又產生了方法二。
2.分析Core文件:
Core文件是什麼呢?
The default action of certain signals is to cause a process to terminate and produce a core dump file, a disk file containing an image of the process's memory at the time of termination. A list of the signals which cause a process to dump core can be found in signal(7).

以上資料摘自man page(man 5 core)。不過奇怪了,我的系統上並沒有找到core文件。後來,憶起爲了漸少系統上的拉圾文件的數量(本人有些潔癖,這也是我喜歡Gentoo的原因之一),禁止了core文件的生成,查看了以下果真如此,將系統的core文件的大小限制在512K大小,再試:
xiaosuo@gentux test $ ulimit -c
0
xiaosuo@gentux test $ ulimit -c 1000
xiaosuo@gentux test $ ulimit -c
1000
xiaosuo@gentux test $ ./a.out
段錯誤 (core dumped)
xiaosuo@gentux test $ ls
a.out core d.c f.c g.c pango.c test_iconv.c test_regex.c

core文件終於產生了,用gdb調試一下看看吧:
xiaosuo@gentux test $ gdb ./a.out core
GNU gdb 6.5
Copyright (C) 2006 Free Software Foundation, Inc.
GDB is free software, covered by the GNU General Public License, and you are
welcome to change it and/or distribute copies of it under certain conditions.
Type "show copying" to see the conditions.
There is absolutely no warranty for GDB. Type "show warranty" for details.
This GDB was configured as "i686-pc-linux-gnu"...Using host libthread_db library "/lib/libthread_db.so.1".


warning: Can't read pathname for load map: 輸入/輸出錯誤.
Reading symbols from /lib/libc.so.6...done.
Loaded symbols for /lib/libc.so.6
Reading symbols from /lib/ld-linux.so.2...done.
Loaded symbols for /lib/ld-linux.so.2
Core was generated by `./a.out'.
Program terminated with signal 11, Segmentation fault.
#0 0x08048524 in dummy_function () at d.c:4
4 *ptr = 0x00;

哇,好歷害,還是一步就定位到了錯誤所在地,佩服一下Linux/Unix系統的此類設計。

發佈了20 篇原創文章 · 獲贊 12 · 訪問量 16萬+
發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章