Co je chyba segmentace?

Porucha segmentace je chyba počítače, ke které dochází, když se program pokouší přístup k oblasti paměti neplatným způsobem. Tyto chyby lze číst chyby, kde je učiněn pokus o čtení dat, která nebyla řádně inicializována, nebo chyby zápisu, kde se program pokouší zapisovat data na nesprávné umístění v paměti. V počítačové řeči je termín často zkrácen na Segfault. Vzhledem k tomu, že Segfaults se může vyskytnout při čtení i psaní dat, mohou se vyskytnout v různých kontextech as různými specifickými názvy, včetně chyb sběrnice, přetečení vyrovnávací paměti, poruch stránek a porušování úložiště.

Ačkoli porucha segmentace může být vytvořena v některých počítačových jazycích snadněji, samy o sobě nejsou součástí počítačových jazyků. Teoreticky může jakýkoli počítačový jazyk způsobit chybu psaní dat, která vyvolává Segfault. Počítačové jazyky, které umožňují programátorovi explicitně zpracovávat paměť, jako je C ++, umožňují uživateli zavést neúmyslný relativel segfaulty snadno se špatným programováním. Jazyky, které neumožňují explicitní správu paměti, jako je Java, zvládnou většinu problémů s pamětí bez rušení programátora, a proto minimalizují poruchy segmentace tím, že programátorovi poskytují žádný způsob, jak účelně přistupovat k oblastem mimo přidělenou paměť.

Způsoby, jak může programátor vytvořit chybu segmentace, se liší v závislosti na způsobu, jakým se data používají. Existují určité konstrukty, s nimiž lze tuto chybu snadněji vytvořit. Jedním z běžných viníků Segfault je chyba přetečení pole, ve kterém jsou konkrétní data obsažena ve slotech v konkrétním umístění paměti, ale programátor se pokouší získat přístup ke slotu, který neexistuje. Segfaults vytvořené těmito situacemi je často obtížné vystopovat. Některé počítačové jazyky mají kontrolu hranic, což předpokládá tento typ chyby a nenechá uživateli pokusit se o přístup k invalID slot.

Méně běžný způsob, jakým lze generovat segfault, dochází, když dva počítačové jazyky předávají data mezi sebou pomocí proxy. V této souvislosti je porucha segmentace zvláště obtížné diagnostikovat, protože není vždy jasné, z jakého jazyka nebo vrstvy programovacího kódu chyba pochází. I když jedna vrstva má implicitní hranice kontroly a neumožňuje Segfault v 99,9% kontextů, může to být velmi časově náročná a únavná práce, aby určila, odkud chyba pocházela.

Nejlepší způsob, jak se vyhnout poruchám segmentace, je být velmi opatrný se správou paměti. Většina dobrých programovacích postupů doporučuje, aby uživatelé výslovně osvobodili každý bajt paměti, který je ručně přidělen v programu. To je často obtížné, ale správně to zvyšuje šance programátora na vytvoření robustního bezchybného programu.