Wie verwende ich AddressSanitizer zum Debuggen von C++-Speicherzugriffsfehlern?

AddressSanitizer (ASan) erkennt Speicherfehler, indem es jeden Speicherzugriff in einem C++-Programm überprüft. Um ASan zu aktivieren, fügen Sie dem Kompilierungsbefehl das Flag -fsanitize=address hinzu. Wenn aktiviert, meldet ASan Fehler wie das Lesen einer nicht initialisierten Variablen, das Schreiben außerhalb der Grenzen oder die Verwendung von freigegebenem Speicher. ASan kann auch zum Erkennen von Speicherlecks verwendet werden. Entwickler können diese Funktion mit dem Flag -fsanitize=leak aktivieren.

So verwenden Sie AddressSanitizer zum Debuggen von C++-Speicherzugriffsfehlern

Einführung
AddressSanitizer (ASan) ist ein Tool, das dabei hilft, speicherbezogene Fehler in C++-Programmen zu erkennen, z Grenzen überschreiten oder freigegebenen Speicher verwenden. ASan überprüft jeden Speicherzugriff eines Programms und meldet etwaige Verstöße gegen Sicherheitsregeln.

ASan aktivieren
Um ASan zu aktivieren, fügen Sie einfach das Flag -fsanitize=address zum Kompilierungsbefehl hinzu. Dieses Flag bindet die ASan-Bibliothek in das Programm ein und ermöglicht zusätzliche Prüfungen von Speicherzugriffen. -fsanitize=address 标志。此标志会将 ASan 库链接到程序，并启用对内存访问的附加检查。

g++ -fsanitize=address main.cpp -o main

运行程序
启用 ASan 后，可以像往常一样运行程序。但是，现在 ASan 会检测并报告任何内存访问错误。如果程序出现错误，ASan 将打印一条错误消息并终止程序。错误消息将包含有关错误的详细信息，例如错误发生的代码行以及哪个内存地址被非法访问。

示例
让我们考虑一个简单的 C++ 程序，它使用未初始化的变量：

int main() {
  int x;
  std::cout << x << std::endl;  // 未初始化的变量
}

使用 ASan 编译并运行此程序会产生以下输出：

==14569==ERROR: AddressSanitizer: stack-use-after-scope on address 0x7fffffffd7e0 at pc 0x40102e bp 0x7fffffffd770 sp 0x7fffffffd7d0
  READ of size 4 at 0x7fffffffd7e0 thread T0
    #0 0x40102c in main /home/user/asan_example.cpp:5
    #1 0x7f40a7bddc9c in __libc_start_main /build/glibc-eXfix9/glibc-2.35/csu/../csu/libc-start.c:314

此错误消息告诉我们：

• 发生了堆栈使用超出范围的错误。
• 错误发生在 main 函数的第 5 行。

通过仔细检查代码，我们可以看到错误是由尝试使用未初始化的变量 x 引起的。

实战案例：内存泄露
ASan 还可用于检测内存泄露，这是指程序分配了内存但未释放造成的问题。内存泄露会导致程序的内存使用随时间推移而不断增加，最终导致崩溃或性能下降。

要检测内存泄露，需要使用 -fsanitize=leakrrreee

Führen Sie das Programm ausNachdem Sie ASan aktiviert haben, können Sie das Programm wie gewohnt ausführen. Allerdings erkennt und meldet ASan jetzt alle Speicherzugriffsfehler. Wenn im Programm ein Fehler auftritt, gibt ASan eine Fehlermeldung aus und beendet das Programm. Die Fehlermeldung enthält detaillierte Informationen zum Fehler, z. B. die Codezeile, in der der Fehler aufgetreten ist, und die Speicheradresse, auf die illegal zugegriffen wurde.

🎜Beispiel🎜🎜Betrachten wir ein einfaches C++-Programm, das nicht initialisierte Variablen verwendet: 🎜rrreee🎜Das Kompilieren und Ausführen dieses Programms mit ASan erzeugt die folgende Ausgabe: 🎜rrreee🎜Diese Fehlermeldung sagt uns: 🎜

• A Es ist ein Fehler aufgetreten, dass die Stapelnutzung außerhalb des zulässigen Bereichs liegt.
• Der Fehler tritt in Zeile 5 der Hauptfunktion auf.

🎜Durch sorgfältige Prüfung des Codes können wir erkennen, dass der Fehler durch den Versuch verursacht wird, eine nicht initialisierte Variable x zu verwenden. 🎜🎜🎜Praktischer Fall: Speicherleck🎜🎜ASan kann auch zum Erkennen von Speicherlecks verwendet werden, was sich auf Probleme bezieht, die dadurch verursacht werden, dass ein Programm Speicher zuweist, ihn aber nicht freigibt. Ein Speicherverlust führt dazu, dass die Speichernutzung eines Programms mit der Zeit zunimmt, was schließlich zu Abstürzen oder Leistungseinbußen führt. 🎜🎜Um Speicherlecks zu erkennen, verwenden Sie das Kompilierungsflag -fsanitize=leak. Dieses Flag ermöglicht zusätzliche Überprüfungen der Speichernutzung und meldet alle noch zugewiesenen Speicherblöcke, wenn das Programm beendet wird. 🎜🎜🎜Fazit🎜🎜AddressSanitizer ist ein leistungsstarkes Tool, das dabei hilft, speicherbezogene Fehler in C++-Programmen zu erkennen. Durch die Aktivierung von ASan und die Verwendung eindeutiger Fehlermeldungen können Entwickler diese Fehler schnell und genau identifizieren und beheben und so die Programmzuverlässigkeit und -sicherheit verbessern. 🎜

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