Segmentation faultについて

Question

前提・実現したいこと

リストを用いた逆ポーランド記法のプログラムを作成しているのですが、「Segmentation fault」と出てしまい動作しません。原因が分からないのですがどこを直せば良いのでしょうか。

発生している問題・エラーメッセージ

Segmentation fault(core dumped)

該当のソースコード

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <ctype.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>

typedef struct cell {
  int item;
struct cell *next;
} cell;

typedef cell *list;

list stk;

int empty_stack(){
  return stk == NULL;
}
  
void init_stack(){
  stk->next = NULL;
}

void push( int x ) { 
list p = (list)malloc( sizeof( cell )); 
p->item = x;
p->next = stk;
stk = p;
}

int pop() { 
int x;
list next;
if ( stk == NULL ) {
fprintf( stderr, "##### スタックが空になっています\n");
return 0;
}
x = stk->item;
next = stk->next;
free( stk ); 
stk = next;
return x;
}

int top() { 
return stk->item;
}

void print_stack() {
  while( stk != NULL) {
    printf("%d", stk->item);
    stk = stk->next;
  }
  printf("\n");
  
}

int main(int argc, char *argv[])
  {
    char *input = argv[1];
    char curr_string[100];
    int debug = 1;

    if (argc <= 1)
      {
	fprintf( stderr, "##### コマンドライン引数で逆ポーランド記法を入力してください\n" );
	return 1;
      }

    init_stack();
    while (strlen(input) > 0)
      {
	int ret = sscanf(input, "%s", curr_string);
	if (ret == EOF) break;
	input += strlen(curr_string);
	while (input[0] == ' ') input++;

	if(isdigit(curr_string[0]))
	  {
	    int num = atoi(curr_string);
	    if (debug) printf("<- %d\n", num);
	    push( num );
	  }

	else
	  {
	    int num1, num2, answer;
	    switch (curr_string[0])
	      {
	      case '+':
		if (debug) printf("<- '+'(演算子)\n");
		num1 = pop(&stk);
		num2 = pop(&stk);
		answer = num2 + num1;
		push( answer );
		break;

	      case '-':
		if (debug) printf("<- '-'(演算子)\n");
		num1 = pop(&stk);
		num2 = pop(&stk);
		answer = num2 - num1;
		push( answer );
		break;

	      case '*':
		if (debug) printf("<- '*'(演算子)\n");
		num1 = pop(&stk);
		num2 = pop(&stk);
		answer = num2 * num1;
		push( answer );
		break;

	      case '/':
		if (debug) printf("<- '/'(演算子)\n");
		num1 = pop(&stk);
		num2 = pop(&stk);
		answer = num2 / num1;
		push( answer );
		break;

	      case 's':
		if (debug) printf("<- 'sqrt'(演算子)\n");
		num1 = pop(&stk);
		answer = sqrt(num1);
		push( answer );
		break;

	      case 'p':
		if (debug) printf("<- 'pow'(演算子)\n");
		num1 = pop(&stk);
		num2 = pop(&stk);
		answer = pow(num2, num1);
		push( answer );
		break;

	      default:
		fprintf(stderr, "##### '%c'は未知の演算子です\n", curr_string[0] );
	      }
	  }
	if (debug) print_stack();
      }
    printf("答え %d\n", top());

    return 0;
  }

試したこと

補足情報（FW/ツールのバージョンなど）

Comments

[1T2R3M4]

質問は何でしょうか。

[int32_t]

* コードを人に見せる前に、まともに整形しましょう。
* 最低限、どこのコードでSegmentation faultするか突き止めましょう

[退会済みユーザー]

どこのコードでSegmentation faultするか突き止めるやり方が分からないのですが、どうすれば良いでしょうか

[int32_t]

Unix系の環境だったら、コンパイル時に -O を付けないで -g を付けて、できた実行ファイルを gdb か lldb の中で実行します。

[dodox86]

とりあえず、「原因が分からないのでどこを直せばいいでしょうか。」という内容の質問はナシです。それはデバッグ代行依頼です。

[melian]

$ gcc -fsanitize=address -Wall -Wextra -g -o segf segf.c -lm
$ ./segf "+ 1 2"
AddressSanitizer:DEADLYSIGNAL
=================================================================
==664471==ERROR: AddressSanitizer: SEGV on unknown address 0x000000000008 (pc 0x5600aedd7493 bp 0x7fff2b7d63e0 sp 0x7fff2b7d63e0 T0)
==664471==The signal is caused by a WRITE memory access.
==664471==Hint: address points to the zero page.
#0 0x5600aedd7493 in init_stack segf.c:21
#1 0x5600aedd7877 in main segf.c:70
#2 0x7fa7cc05b564 in __libc_start_main (/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6+0x28564)
#3 0x5600aedd738d in _start (segf+0x238d)

AddressSanitizer can not provide additional info.
SUMMARY: AddressSanitizer: SEGV segf.c:21 in init_stack
==664471==ABORTING

[jimbe]

全部作ってから動かしてみるというのは、家を作り終えてから柱がまっすぐ立っているか調べるようなものです。
何度も作って慣れているならまだしも、恐らく慣れていらっしゃらないプログラムでしょうから、個々の関数を作りながらでもちゃんと想定通り動作するか確認するべきでした。
とりあえず、printf で行番号を表示するようなモノを 1 行ずつ"これでもか"と入れて実行し、どこまで実行しているかを確認されては如何でしょうか。

Answer 1

init_stack と print_stack が間違っています。

-  stk->next = NULL;
+  stk = NULL;

-  while( stk != NULL) {
-	printf("%d", stk->item);
-	stk = stk->next;
-  }
+  for (list p = stk; p; p = p->next) printf(" %d", p->item);

Comments

[退会済みユーザー]

解決できました。ありがとうございました。

Answer 2

list stk;
...
void init_stack(){
stk->next = NULL;
}

...さて、一発目にinit_stack()が呼ばれたときに、
ありもしないstkのnextを参照してますね。それが原因でしょうね。

Answer 3

とりあえず、デバッグ方法を学びましょう。
このデバッグという工程は当たり前の技術です。

DIYで言えば、『椅子を作ったけど、右の前足の高さが低すぎてガタガタする』みたいな状態のときに修繕する感じです。原因を特定してそれを修正するのです。

デバッグ方法にはいくつかあり、IDEやコンパイラ等によっても変わってきます。
VC++なら内蔵のデバッガ、MinGWならGDB、VSCodeも内蔵の(というか拡張機能?)とか。

でも基本的には『処理の流れとデータの状態を確認する』ですね。
どの方法でもこれは必ず共通しています。ただ動かし方とかが違うだけです。

方法1: デバッガで追う
方法2: printfデバッグで追う

ですね。

まずは『C言語 デバッグ 方法』とか、VC++を使っているのなら『VC++ デバッグ 方法』とかみたいに検索して調べましょう。そこからです。

ヒントとしては、Segmentation Fault は『あり得ない場所にアクセスしている』が原因で起こります。
たとえば要素数10しかない配列を arr[100] のように存在しない場所にアクセスしていたりとか。
(ただし、メモリ上にアクセス可能なデータがあればセグフォが起きないこともある)

あるいは普通のint型データとかのような、スタック領域に確保されているデータをfree(C++だとdelete)で破棄しようとしたりすると出ることもあるようです。(あまり見たことないけど)

Answer 4

コードのどこかでメモリ破壊やアクセス違反が起こっています

C言語のコードを組むなら、デバッグ環境を揃えましょう
コードの任意の場所で実行を止めて、変数のナカミを見ることができます
また、１行づつ実行させて、動作を確認できます

Windowsなら、VisualStudio入れて、動作を追いかけていけばどうでしょう