Co je chyba segmentace?

Porucha segmentace je chyba počítače, ke které dochází, když se program pokusí o neplatný přístup k oblasti paměti. Tyto chyby mohou být chyby čtení, kdy je proveden pokus o čtení dat, která nebyla správně inicializována, nebo chyby zápisu, kde se program pokouší zapsat data na nesprávné místo v paměti. V počítačové řeči je termín často zkrácen na segfault. Jelikož se segfaulty mohou vyskytovat jak při čtení, tak při zápisu dat, mohou se vyskytovat v různých kontextech as různými specifickými jmény, včetně chyb sběrnice, přetečení vyrovnávací paměti, chyb stránky a porušení úložiště.

Ačkoli v některých počítačových jazycích může být chyba segmentace vytvořena snadněji než v jiných, segfaulty nejsou součástí samotných počítačových jazyků. Teoreticky může jakýkoli počítačový jazyk způsobit chybu zápisu dat, která způsobí segfault. Počítačové jazyky, které umožňují programátorovi explicitně zpracovávat paměť, například C ++, umožňují uživateli zavést neúmyslné segfaulty relativně snadno se špatným programováním. Jazyky, které neumožňují explicitní správu paměti, jako je Java, zvládají většinu problémů s pamětí bez zásahu programátora, a proto minimalizují chyby segmentace tím, že programátorovi neumožňují cíleně 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, pomocí kterých lze tuto chybu snáze vytvořit. Jedním běžným viníkem segfault je chyba přetečení pole, ve které jsou konkrétní data obsažena ve slotech v určitém umístění paměti, ale programátor se pokusí získat přístup k neexistujícímu slotu. Segfaults způsobený těmito situacemi je často obtížně dohledat. Některé počítačové jazyky mají kontrolu mezí, což předpokládá tento typ chyby a nedovolí uživateli pokus o přístup k neplatnému slotu.

Méně běžný způsob generování segfaultů nastává, když dva počítačové jazyky předávají data mezi sebou pomocí proxy. V této souvislosti je porucha segmentace zvláště obtížně diagnostikovatelná, protože není vždy jasné, z jakého jazyka nebo vrstvy programovacího kódu chyba pochází. I když má jedna vrstva implicitní kontrolu hranic a neumožňuje segfaulty v 99,9% kontextech, může být velmi časově náročná a únavná úloha určit, odkud chyba pochází.

Nejlepší způsob, jak se vyhnout chybám segmentace, je velmi opatrný při správě paměti. Většina dobrých programovacích postupů doporučuje, aby uživatelé explicitně uvolnili každý bajt paměti, který je ručně přidělen v programu. To je často obtížné, ale správným způsobem se zvyšuje šance programátora na vytvoření robustního programu bez chyb.