学会用core dump调试程序错误

什么是coredump？

通常情况下coredmp包含了程序运行时的内存，寄存器状态，堆栈指针，内存管理信息等。可以理解为把程序工作的当前状态存储成一个文件。许多程序和操作系统出错时会自动生成一个core文件。

如何使用coredump?

coredump可以用在很多场合，使用Linux,或者solaris的人可能都有过这种经历，系统在跑一些压力测试或者系统负载一大的话，系统就hang住了或者干脆system panic.这时唯一能帮助你分析和解决问题的就是coredump了。

现在很多应该程序出错时也会出现coredump.

分析coredump的工具

现在大部分类unix操作系统都提供了分析core文件的工具，比如 GNU Binutils Binary File Descriptor library (BFD), GNU Debugger (gdb），mdb等

coredump的文件格式

类unix操作系统中使用efi格式保存coredump文件。

在solairs下

bash-3.2# file *unix.3 ELF 32-bit LSB executable 80386 Version 1, statically linked, not stripped, no debugging information availableunix.4 ELF 32-bit LSB executable 80386 Version 1, statically linked, not stripped, no debugging information available

造成程序coredump的原因很多，这里根据以往的经验总结一下：

1 内存访问越界   a) 由于使用错误的下标，导致数组访问越界   b) 搜索字符串时，依靠字符串结束符来判断字符串是否结束，但是字符串没有正常的使用结束符
  c) 使用strcpy, strcat, sprintf, strcmp, strcasecmp等字符串操作函数，将目标字符串读/写爆。应该使用strncpy, strlcpy, strncat, strlcat, snprintf, strncmp, strncasecmp等函数防止读写越界。   2 多线程程序使用了线程不安全的函数。 应该使用下面这些可重入的函数，尤其注意红色标示出来的函数，它们很容易被用错：
asctime_r(3c) gethostbyname_r(3n) getservbyname_r(3n) ctermid_r(3s) gethostent_r(3n) getservbyport_r(3n) ctime_r(3c) getlogin_r(3c) getservent_r(3n) fgetgrent_r(3c) getnetbyaddr_r(3n) getspent_r(3c) fgetpwent_r(3c) getnetbyname_r(3n) getspnam_r(3c) fgetspent_r(3c) getnetent_r(3n) gmtime_r(3c) gamma_r(3m) getnetgrent_r(3n) lgamma_r(3m) getauclassent_r(3) getprotobyname_r(3n) localtime_r(3c) getauclassnam_r(3) etprotobynumber_r(3n) nis_sperror_r(3n) getauevent_r(3) getprotoent_r(3n) rand_r(3c) getauevnam_r(3) getpwent_r(3c) readdir_r(3c) getauevnum_r(3) getpwnam_r(3c) strtok_r(3c) getgrent_r(3c) getpwuid_r(3c) tmpnam_r(3s) getgrgid_r(3c) getrpcbyname_r(3n) ttyname_r(3c) getgrnam_r(3c) getrpcbynumber_r(3n) gethostbyaddr_r(3n) getrpcent_r(3n)   3 多线程读写的数据未加锁保护。 对于会被多个线程同时访问的全局数据，应该注意加锁保护，否则很容易造成core dump   4 非法指针   a) 使用空指针
  b) 随意使用指针转换。一个指向一段内存的指针，除非确定这段内存原先就分配为某种结构或类型，或者这种结构或类型的数组，否则不要将它转换为这种结构或类型 的指针，而应该将这段内存拷贝到一个这种结构或类型中，再访问这个结构或类型。这是因为如果这段内存的开始地址不是按照这种结构或类型对齐的，那么访问它 时就很容易因为bus error而core dump.   5 堆栈溢出 不要使用大的局部变量（因为局部变量都分配在栈上），这样容易造成堆栈溢出，破坏系统的栈和堆结构，导致出现莫名其妙的错误。

coredump文件的生成方法以及使用方法：

（假设下例是在x86上交叉编译，而在arm上运行异常的现象）

1．  在arm内核里加入coredump的支持（一般内核都支持coredump, 不用重编）

2．  运行命令，此时允许coredump文件产生：(在arm上)  ulimit –c unlimited

3．  执行程序：（在arm上）
./test 在异常退出时，会显示如下信息，注意括号里的内容Segmentation fault (core dumped)程序执行目录下将产生*core文件

4．  用gdb分析：（在x86上）
arm-linux-gdb ./test test.core 再用gdb的bt或where看就可以了
(arm-linux-gdb的编译见<调试工具之四gdbserve>)

系统支持生成core并设置存储位置的方法：

1> 在/etc/profile中加入以下一行，这将允许生成coredump文件 ulimit -c unlimited
2> 在rc.local中加入以下一行，这将使程序崩溃时生成的coredump文件位于/tmp目录下: echo /tmp/core.%e.%p > /proc/sys/kernel/core_pattern 
/tmp/也可以是其它的目录位置。最佳位置应当满足以下需求： * 对所有用户可写 * 空间容量足够大 * 掉电后文件不丢失

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最来在项目中遇到大型程序出现SIGSEGV ，一直不知道用core dump工具来调试程序，花了近一周的时间，才定位问题，老大很生气，后果很严重，呵呵，事后仔细学习了这块的知识，了解一点core dump的知识。

      在使用半导体作为内存的材料前，人类是利用线圈当作内存的材料（发明者为王安），线圈就叫作core ，用线圈做的内存就叫作“core memory”。（线圈的单词应该是coil，呵呵）如今，半导体工业澎勃发展，已经没有人用线圈当内存了，不过，在许多情况下，人们还是把内存叫作“core”。 所以注意了：这里的core不是核心，而是内存。不过结合实际来看，好像也有点“内核所占内存”的意思。       core dump又是什么东东？   我 们在开发（或使用）一个程序时，最怕的就是程序莫明其妙地挂掉。虽然系统没事，但我们下次仍可能遇到相同的问题。于是，这时操作系统就会把程序挂掉时的 内存内容写入一个叫做core的文件里（这个写入的动作就叫dump，dump的英语意思是垃圾、倾倒。从这里来看，这些内存的内容是程序错误运行的结 果，所以算是垃圾，把他弄出来就好比从大的内存池里“倾倒”。），以便于我们调试。这个过程，因此叫做core dump。

1. 在嵌入式系统中，有时core dump直接从串口打印出来，结合objdump查找ra和epa地址，运用栈回溯，可以找到程序出错的地方。

2. 在一般Linux系统中，默认是不会产生core dump文件的，通过ulimit -c来查看core dump文件的大小，一般开始是0，可以设置core文件大小，ulimit -c 1024(kbytes单位)或者ulimit -c unlimited。

3. core dump文件输出设置，一般默认是当前目录，可以在/proc/sys/kernel中找到core-user-pid，通过

echo "1" > /proc/sys/kernel/core-user-pid使core文件名加上pid号，还可以用

mkdir -p /root/corefile

echo "/root/corefile/core-%e-%p-%t" > /proc/sys/kernel/core-pattern控制core文件保存位置和文件名格式。

以下是参数列表:
    %p - insert pid into filename 添加pid
    %u - insert current uid into filename 添加当前uid
    %g - insert current gid into filename 添加当前gid
    %s - insert signal that caused the coredump into the filename 添加导致产生core的信号
    %t - insert UNIX time that the coredump occurred into filename 添加core文件生成时的unix时间
    %h - insert hostname where the coredump happened into filename 添加主机名
    %e - insert coredumping executable name into filename 添加命令名


4. 用gdb查看core文件:
下面我们可以在发生运行时信号引起的错误时发生core dump了.编译时加上-g
发生core dump之后, 用gdb进行查看core文件的内容, 以定位文件中引发core dump的行.
gdb [exec file] [core file]
如:
gdb ./test test.core
在进入gdb后, 用bt命令查看backtrace以检查发生程序运行到哪里, 来定位core dump的文件行.

5. 给个例子

test.c

void a()

{

   char *p = NULL;

   printf("%d/n", *p);

}

int main()

{

    a();

    return 0;

}

编译 gcc -g -o test test.c

运行 ./test

报segmentation fault(core dump)

gdb ./test test.core如果生成的是test.core.

http://blog.csdn.net/wen0006/article/details/3945845

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一，什么是core文件？什么是core dump？为什么要提出这？

 

 

Gdb手册上是这么描述core文件的定义的，A core file or core dump is a file 

that records the memory image of a running process and its process 

status(register values etc...)。

 

 

Core文件理解：当一个进程崩溃时，在该进程会在指定目录生成一个core文件

用来记录该进程崩溃时的内存映像，并附带了一些调试信息。该文件主要供

调试使用。

 

 

  (1)在软件开发中，很多bug只能在特定的环境和条件下才能出现，重现的时机

和条件都很难把握。有可能出现很多次测试后该问题才重现一次。这就给调试带

来了很多不便。

  (2)还有一种情形，就是软件的代码量比较大，如果靠设断点和单步跟踪也很

麻烦，起码很费时间。

    为了解决上面的两个问题，就提出了core dump技术，在程序崩溃的时候，将

程序的内存映像保存到一个core文件中去，然后通过分析这个core文件来找到程序

崩溃的原因。 ----------------------------------------------------------------

 

二，怎么查看系统是否打开生成core文件的功能？没有开启又该如何开启？

 

 

可以使用ulimit命令查看。

#ulimit -a

core file size (blocks, -c) 0

data seg size (kbytes, -d) unlimited

file size (blocks, -f) unlimited

max locked memory (kbytes, -l) 4

max memory size (kbytes, -m) unlimited

open files (-n) 2048

pipe size (512 bytes, -p) 8

stack size (kbytes, -s) 10240

cpu time (seconds, -t) unlimited

max user processes (-u) 7168

virtual memory (kbytes, -v) unlimited

 

 

core file size (blocks, -c) 0说明core文件的最大大小为0，说明core dump

没有开启。可以使用ulimit -c unlimited来开启core dump。

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三，如何设置core dump文件名及其文件位置？

 

 

/proc/sys/kernel/core_uses_pid 这个文件内容为0的话，所有core dump文件

名都是core，没有扩展名；内容为1的话，文件名编程core.pid，即加上进程号作

为扩展名。

 

 

  sudo echo "1" > /proc/sys/kernel/core_uses_pid 修改该参数。

 

 

 

还可以通过修改/proc/sys/kernel/core_pattern来指定core dump文件位置和文件名，

此文件内容改为/tmp/coredumpfile/core-%e-%p-%t，表示所有的core dump都放在/tmp/coredumpfile目录下，文件名为core-命令名-pid-系统时间详细参数列表

 

%p - insert pid into filename 添加pid

%u - insert current uid into filename 添加当前uid

%g - insert current gid into filename 添加当前gid

%s - insert signal that caused the coredump into the filename 添加导致产生core的信号

%t - insert UNIX time that the coredump occurred into filename 添加core文件生成时的unix时间

%h - insert hostname where the coredump happened into filename 添加主机名

%e - insert coredumping executable name into filename 添加命令名

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四，如何使用gdb来调试core文件？

 

 

gdb [选项] 被调试的可执行文件 core文件

 

执行该命令，gdb会产生生成该core文件的进程名，中断该进程的信号等。

 

 

     当进程接收到一下UNIX信号时会产生core文件。

 

    SIGABRT :调用abort函数产生该信号，进程异常终止。

    SIGFPE:该信号表示一个算术运算异常，例如除以0，浮点数溢出等。

    ...

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五，实例：(通过除数为0制造出core dump)

 

#include <stdio.h>

int wib(int no1, int no2)
{
  int result, diff;
  diff = no1 - no2;
  result = no1 / diff;
  return result;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
  int value, div, result, i, total;

  value = 10;
  div = 6;
  total = 0;

  for(i = 0; i < 10; i++)
  {
    result = wib(value, div);
    total += result;
    div++;
    value--;
  }

  printf("%d wibed by %d equals %d\n", value, div, total);
  return 0;
}

root@linux:/home/linux/dir# gdb -q a.out core.2075
Reading symbols from /home/linux/dir/a.out...(no debugging symbols found)...done.
[New LWP 2075]
Core was generated by `./a.out'.
Program terminated with signal 8, Arithmetic exception.
#0  0x080483e1 in wib ()
(gdb) lbt
Undefined command: "lbt".  Try "help".
(gdb) bt
#0  0x080483e1 in wib ()
#1  0x0804842b in main ()
(gdb)

通过调试core文件，可以很清楚地看到。是由signal 8这信号将进程中断了，

中断的原因是 Arithmetic exception

 

而且通过bt指令可以看到出现异常的函数是在执行wib函数时出现的。