coredump--GDB

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
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.

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.

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.
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。
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’

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。

利用GDB调试core文件，当遇到程序崩溃时我们不再束手无策。

1， 段错误 – segmentfault

Ø 我们写一段代码往受到系统保护的地址写内容。

Ø 按如下方式进行编译和执行，注意这里需要-g选项编译。

可以看到，当输入12的时候，系统提示段错误并且core dumped

Ø 我们进入对应的core文件生成目录，优先确认是否core文件格式并启用gdb进行调试。

从红色方框截图可以看到，程序中止是因为信号11，且从bt(backtrace)命令（或者where）可以看到函数的调用栈，即程序执行到coremain.cpp的第5行，且里面调用scanf 函数，而该函数其实内部会调用_IO_vfscanf_internal()函数。

接下来我们继续用gdb，进行调试对应的程序。

记住几个常用的gdb命令：

l(list) ，显示源代码，并且可以看到对应的行号***；

b(break)x, x是行号，表示在对应的行号位置设置断点,程序在断点停下来；

p(print)x, x是变量名，表示打印变量x的值

r(run), 表示继续执行到断点的位置

n(next),表示执行下一步

c(continue),表示继续执行

q(quit)，表示退出gdb

f frame 查看栈帧

i info 描述程序的状态

bt 打印调用栈

v 设置变量
watch 监视变量值的变化

disp 跟踪查看某个变量,每次停下来都显示它的值

file xxx 打开文件

总结

1. 允许coredump,设置coredump文件的存储路径，加入权限，
2. 编译coredump并且运行，where找到就会看到程序崩溃时堆栈信息
3. 看到出错的代码，再反查找去定位