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core dump

有的程序可以通过编译, 但在运行时会出现Segment fault(段错误). 这通常都是指针错误引起的. 但这不像编译错误一样会提示到文件某一行, 而是没有任何信息, 使得我们的调试变得困难起来.



gdb: 有一种办法是, 我们用gdb的step, 一步一步寻找. 这放在短小的代码中是可行的, 但要让你step一个上万行的代码, 我想你会从此厌恶程序员这个名字, 而把他叫做调试员. 我们还有更好的办法, 这就是core file.



ulimit: 如果想让系统在信号中断造成的错误时产生core文件, 我们需要在shell中按如下设置: #设置core大小为无限 ulimit -c unlimited #设置文件大小为无限 ulimit unlimited 这些需要有root权限, 在ubuntu下每次重新打开中断都需要重新输入上面的第一条命令, 来设置core大小为无限.



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. 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.




  1. 什么是Core：



Sam之前一直以为Core Dump中Core是 Linux Kernel的意思. 今天才发现在这里，Core是另一种意思：



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。如今 ，半导体工业澎勃发展，已经没有人用 core memory 了，不过，在许多情况下， 人们还是把记忆体叫作 core 。




  1. 什么是Core Dump：



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当掉。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当掉 时的内存内容 dump 出来（现在通常是写在一个叫 core 的 file 里面），让 我们或是 debugger 做为参考。这个动作就叫作 core dump。




  1. Core Dump时会生成何种文件：



Core Dump时，会生成诸如 core.进程号 的文件。




  1. 为何有时程序Down了，却没生成 Core文件。



Linux下，有一些设置，标明了resources available to the shell and to processes。 可以使用#ulimit -a 来看这些设置。 (ulimit是bash built-in Command)



-a All current limits are reported



-c The maximum size of core files created



-d The maximum size of a process鈥檚 data segment



-e The maximum scheduling priority (“nice”)



-f The maximum size of files written by the shell and its children



-i The maximum number of pending signals



-l The maximum size that m ay be locked into memory



-m The maximum resident set size (has no effect on Linux)



-n The maximum number of open file descriptors (most systems do not allow this value to be set)



-p The pipe size in 512-byte blocks (this may not be set)



-q The maximum number of bytes in POSIX message queues



-r The maximum real-time scheduling priority



-s The maximum stack size



-t The maximum amount of cpu time in seconds



-u The maximum number of processes available to a single user



-v The maximum amount of virtual memory available to the shell



-x The maximum number of file locks



从这里可以看出，如果 -c是显示：core file size (blocks, -c) 如果这个值为0，则无法生成core文件。所以可以使用：
#ulimit -c 1024 或者 #ulimit -c unlimited 来使能 core文件。



如果程序出错时生成Core 文件，则会显示Segmentation fault (core dumped) 。





  1. Core Dump的核心转储文件目录和命名规则:
    /proc/sys/kernel /core_uses_pid可以控制产生的core文件的文件名中是否添加pid作为扩展，如果添加则文件内容为1，否则为0




  2. 如何使用Core文件：
    在Linux下，使用：
    #gdb -c core.pid program_name
    就可以进入gdb模式。
    输入where，就可以指出是在哪一行被Down掉，哪个function内，由谁调用等等。
    (gdb) where
    或者输入 bt。
    (gdb) bt




  3. 如何让一个正常的程序down:
    #kill -s SIGSEGV pid




  4. 察看Core文件输出在何处：
    存放Coredump的目录即进程的当前目录，一般就是当初发出命令启动该进程时所在的目录。但如果是通过脚本启动，则脚本可能会修改当前目录，这时进程真正的当前目录就会与当初执行脚本所在目录不同。这时可以查看”/proc/<进程pid>/cwd“符号链接的目标来确定进程真正的当前目录地址。通过系统服务启动的进程也可通过这一方法查看。

    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 –cunlimited



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 ./testtest.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





  1. 前言:
    有的程序可以通过编译, 但在运行时会出现Segment fault(段错误). 这通常都是指针错误引起的.
    但这不像编译错误一样会提示到文件->行, 而是没有任何信息, 使得我们的调试变得困难起来.




  2. gdb:
    有一种办法是, 我们用gdb的step, 一步一步寻找.
    这放在短小的代码中是可行的, 但要让你step一个上万行的代码, 我想你会从此厌恶程序员这个名字, 而把他叫做调试员.
    我们还有更好的办法, 这就是core file.




  3. ulimit:
    如果想让系统在信号中断造成的错误时产生core文件, 我们需要在shell中按如下设置:
    #设置core大小为无限
    ulimit -c unlimited
    #设置文件大小为无限
    ulimit unlimited





这些需要有root权限, 在ubuntu下每次重新打开中断都需要重新输入上面的第一条命令, 来设置core大小为无限.




  1. 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.
    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.



当我们的程序崩溃时，内核有可能把该程序当前内存映射到core文件里，方便程序员找到程序出现问题的地方。最常出现的，几乎所有C程序员都出现过的错误就是“段错误”了。也是最难查出问题原因的一个错误。下面我们就针对“段错误”来分析core文件的产生、以及我们如何利用core文件找到出现崩溃的地方。



何谓core文件



当一个程序崩溃时，在进程当前工作目录的core文件中复制了该进程的存储图像。core文件仅仅是一个内存映象(同时加上调试信息)，主要是用来调试的。



当程序接收到以下UNIX信号会产生core文件：



名字



说明



ANSI C POSIX.1



SVR4 4.3+BSD



缺省动作



SIGABRT



异常终止(abort)



. .



. .



终止w/core



SIGBUS



硬件故障



      .


. .



终止w/core



SIGEMT



硬件故障



. .



终止w/core



SIGFPE



算术异常



. .



. .



终止w/core



SIGILL



非法硬件指令



. .



. .



终止w/core



SIGIOT



硬件故障



. .



终止w/core



SIGQUIT



终端退出符



      .


. .



终止w/core



SIGSEGV



无效存储访问



. .



. .



终止w/core



SIGSYS



无效系统调用



. .



终止w/core



SIGTRAP



硬件故障



. .



终止w/core



SIGXCPU



超过CPU限制(setrlimit)



. .



终止w/core



SIGXFSZ



超过文件长度限制(setrlimit)



. .



终止w/core



在系统默认动作列，“终止w/core”表示在进程当前工作目录的core文件中复制了该进程的存储图像（该文件名为core，由此可以看出这种功能很久之前就是UNIX功能的一部分）。大多数UNIX调试程序都使用core文件以检查进程在终止时的状态。



core文件的产生不是POSIX.1所属部分,而是很多UNIX版本的实现特征。UNIX第6版没有检查条件(a)和(b)，并且其源代码中包含如下说明：“如果你正在找寻保护信号，那么当设置-用户-ID命令执行时，将可能产生大量的这种信号”。4.3 + BSD产生名为core.prog的文件，其中prog是被执行的程序名的前1 6个字符。它对core文件给予了某种标识，所以是一种改进特征。



表中“硬件故障”对应于实现定义的硬件故障。这些名字中有很多取自UNIX早先在DP-11上的实现。请查看你所使用的系统的手册，以确切地确定这些信号对应于哪些错误类型。



下面比较详细地说明这些信号。



? SIGABRT 调用abort函数时产生此信号。进程异常终止。



? SIGBUS 指示一个实现定义的硬件故障。



? SIGEMT 指示一个实现定义的硬件故障。



EMT这一名字来自PDP-11的emulator trap 指令。



? SIGFPE 此信号表示一个算术运算异常，例如除以0，浮点溢出等。



? SIGILL 此信号指示进程已执行一条非法硬件指令。



4.3BSD由abort函数产生此信号。SIGABRT现在被用于此。



? SIGIOT 这指示一个实现定义的硬件故障。



IOT这个名字来自于PDP-11对于输入／输出TRAP(input/output TRAP)指令的缩写。系统V的早期版本，由abort函数产生此信号。SIGABRT现在被用于此。



? SIGQUIT 当用户在终端上按退出键（一般采用Ctrl-\）时，产生此信号，并送至前台进



程组中的所有进程。此信号不仅终止前台进程组（如SIGINT所做的那样），同时产生一个core文件。



? SIGSEGV 指示进程进行了一次无效的存储访问。



名字SEGV表示“段违例（segmentation violation）”。



? SIGSYS 指示一个无效的系统调用。由于某种未知原因，进程执行了一条系统调用指令，



但其指示系统调用类型的参数却是无效的。



? SIGTRAP 指示一个实现定义的硬件故障。



此信号名来自于PDP-11的TRAP指令。



? SIGXCPU SVR4和4.3+BSD支持资源限制的概念。如果进程超过了其软C P U时间限制，则产生此信号。



? SIGXFSZ 如果进程超过了其软文件长度限制，则SVR4和4.3+BSD产生此信号。



摘自《UNIX环境高级编程》第10章 信号。



使用core文件调试程序



看下面的例子：



/core_dump_test.c/
#include
const char *str = "test";
void core_test(){
str[1] = 'T';
}



int main(){
core_test();
return 0;
}



编译：
gcc –g core_dump_test.c -o core_dump_test



如果需要调试程序的话，使用gcc编译时加上-g选项，这样调试core文件的时候比较容易找到错误的地方。



执行：
./core_dump_test
段错误



运行core_dump_test程序出现了“段错误”，但没有产生core文件。这是因为系统默认core文件的大小为0，所以没有创建。可以用ulimit命令查看和修改core文件的大小。
ulimit -c 0
ulimit -c 1000
ulimit -c 1000



-c 指定修改core文件的大小，1000指定了core文件大小。也可以对core文件的大小不做限制，如：



ulimit -c unlimited
ulimit -c unlimited



如果想让修改永久生效，则需要修改配置文件，如 .bash_profile、/etc/profile或/etc/security/limits.conf。



再次执行：
./core_dump_test
段错误 (core dumped)
ls core.*
core.6133



可以看到已经创建了一个core.6133的文件.6133是core_dump_test程序运行的进程ID。



调式core文件
core文件是个二进制文件，需要用相应的工具来分析程序崩溃时的内存映像。



file core.6133



core.6133: ELF 32-bit LSB core file Intel 80386, version 1 (SYSV), SVR4-style, from ‘core_dump_test’



在Linux下可以用GDB来调试core文件。



gdb core_dump_test core.6133



GNU gdb Red Hat Linux (5.3post-0.20021129.18rh)
Copyright 2003 Free Software Foundation, Inc.
GDB is free software, covered by the GNU General Public License, and you are
welcome to change it and/or distribute copies of it under certain conditions.
Type “show copying” to see the conditions.
There is absolutely no warranty for GDB. Type “show warranty” for details.
This GDB was configured as “i386-redhat-linux-gnu”…
Core was generated by `./core_dump_test’.
Program terminated with signal 11, Segmentation fault.
Reading symbols from /lib/tls/libc.so.6…done.
Loaded symbols for /lib/tls/libc.so.6
Reading symbols from /lib/ld-linux.so.2…done.
Loaded symbols for /lib/ld-linux.so.2
#0 0x080482fd in core_test () at core_dump_test.c:7
7 str[1] = ‘T’;
(gdb) where
#0 0x080482fd in core_test () at core_dump_test.c:7
#1 0x08048317 in main () at core_dump_test.c:12
#2 0x42015574 in __libc_start_main () from /lib/tls/libc.so.6



GDB中键入where，就会看到程序崩溃时堆栈信息（当前函数之前的所有已调用函数的列表（包括当前函数），gdb只显示最近几个），我们很容易找到我们的程序在最后崩溃的时候调用了core_dump_test.c 第7行的代码，导致程序崩溃。注意：在编译程序的时候要加入选项-g。您也可以试试其他命令，　如　fram、list等。更详细的用法，请查阅GDB文档。



core文件创建在什么位置



在进程当前工作目录的下创建。通常与程序在相同的路径下。但如果程序中调用了chdir函数，则有可能改变了当前工作目录。这时core文件创建在chdir指定的路径下。有好多程序崩溃了，我们却找不到core文件放在什么位置。和chdir函数就有关系。当然程序崩溃了不一定都产生core文件。



什么时候不产生core文件



在下列条件下不产生core文件：
( a )进程是设置-用户-ID，而且当前用户并非程序文件的所有者；
( b )进程是设置-组-ID，而且当前用户并非该程序文件的组所有者；
( c )用户没有写当前工作目录的许可权；
( d )文件太大。core文件的许可权(假定该文件在此之前并不存在)通常是用户读/写，组读和其他读。


Category linux