Comment utiliser AddressSanitizer pour déboguer les erreurs d’accès à la mémoire C++ ?

AddressSanitizer (ASan) détecte les erreurs de mémoire en vérifiant chaque accès mémoire dans un programme C++. Pour activer ASan, ajoutez l'indicateur -fsanitize=address à la commande de compilation. Lorsqu'il est activé, ASan signalera des erreurs telles que la lecture d'une variable non initialisée, l'écriture hors limites ou l'utilisation de la mémoire libérée. ASan peut également être utilisé pour détecter les fuites de mémoire, les développeurs peuvent activer cette fonctionnalité en utilisant l'indicateur -fsanitize=leak.

Comment utiliser AddressSanitizer pour déboguer les erreurs d'accès à la mémoire C++

Introduction
AddressSanitizer (ASan) est un outil qui permet de détecter les erreurs liées à la mémoire dans les programmes C++, telles que la lecture de variables non initialisées, l'écriture de limites ou en utilisant la mémoire libérée. ASan fonctionne en inspectant chaque accès mémoire d'un programme et en signalant toute violation des règles de sécurité.

Activer ASan
Pour activer ASan, ajoutez simplement le drapeau -fsanitize=address à la commande de compilation. Cet indicateur relie la bibliothèque ASan au programme et permet des contrôles supplémentaires sur les accès mémoire. -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

Exécuter le programmeAprès avoir activé ASan, vous pouvez exécuter le programme comme d'habitude. Cependant, ASan détecte et signale désormais toute erreur d’accès à la mémoire. Si une erreur se produit dans le programme, ASan imprimera un message d'erreur et terminera le programme. Le message d'erreur contiendra des informations détaillées sur l'erreur, telles que la ligne de code où l'erreur s'est produite et quelle adresse mémoire a fait l'objet d'un accès illégal.

🎜Exemple🎜🎜Considérons un programme C++ simple qui utilise des variables non initialisées : 🎜rrreee🎜La compilation et l'exécution de ce programme à l'aide d'ASan produisent le résultat suivant : 🎜rrreee🎜Ce message d'erreur nous indique : 🎜

• A Une erreur d'utilisation de la pile hors de portée s'est produite.
• L'erreur se produit à la ligne 5 de la fonction principale.

🎜En inspectant attentivement le code, nous pouvons voir que l'erreur est causée par la tentative d'utilisation d'une variable x non initialisée. 🎜🎜🎜Cas pratique : Fuite de mémoire🎜🎜ASan peut également être utilisé pour détecter les fuites de mémoire, qui font référence à des problèmes causés par un programme allouant de la mémoire mais ne la libérant pas. Une fuite de mémoire entraîne une augmentation de l'utilisation de la mémoire d'un programme au fil du temps, entraînant éventuellement des plantages ou une dégradation des performances. 🎜🎜Pour détecter les fuites de mémoire, utilisez l'indicateur de compilation -fsanitize=leak. Cet indicateur permet des contrôles supplémentaires sur l'utilisation de la mémoire et signale tous les blocs de mémoire encore alloués à la fin du programme. 🎜🎜🎜Conclusion🎜🎜AddressSanitizer est un outil puissant qui permet de détecter les erreurs liées à la mémoire dans les programmes C++. En activant ASan et en utilisant des messages d'erreur clairs, les développeurs peuvent identifier et corriger ces erreurs rapidement et précisément, améliorant ainsi la fiabilité et la sécurité du programme. 🎜

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