使用MAP文件定位程序崩溃代码行

    作为程序员，平时最担心见到的事情就是程序发生了崩溃，无论是指针越界还是非法操作，都将给我们的应用系统造成巨大的损失。但在一个大型系统的测试过程中，初期出现程序崩溃似乎成了不可避免的事。其实测试中出现程序崩溃并不可怕，反而是测试的成功。测试中出现程序崩溃的时候我们更为关心的是程序中的哪一行导致了系统崩溃，这样我 们才能有针对性的进行改正。
    在VC中，我们可以利用出现程序崩溃时VC的自动跳转，定位到出错代码行。但在大量的压力测试时，尤其是多线程测试时，同时出现几十个错，这时VC本身的出错跳转往往会失灵。
    在这里我们介绍一种辅助查找程序崩溃代码行的好方法，它的核心就是利用编译时生成MAP文件中的信息来定位代码行。
    下面就开始我们的介绍。
    首先我们必须生成程序的MAP文件。那么什么是 MAP 文件呢？简单地讲， MAP 文件是程序的全局符号、源文件和代码行号信息的唯一的文本表示方法，是整个程序工程信息的静态文本。它可以在任何地方、任何时候使用，不需要有额外的程序进行支持，仅仅通过一个文本阅读工具如Ultra Edit就可以打开了。而且，这是唯一能找出程序崩溃代码行的救星。
    那么我们应该如何生成MAP文件呢？在 VC 中，我们可以按下 Alt+F7，打开“Project Settings”选项页，选择 C/C++ 选项卡， 并在最下面的 Project Options 里面输入：/Zd ，然后要选择 Link 选项卡，选中“Generate mapfile”复选框， 并在最下面的 Project Options 里面输入：/mapinfo:lines，表示生成 MAP 文件时，加入行信息。最后按下 F7 来编 译生成 EXE 可执行文件和 MAP 文件，此时可以在工程的Debug目录下找到刚刚生成的MAP文件，文件名为“工程名.map”。
    通过上面的步骤，已经得到了 MAP 文件，那么我们该如何利用它呢？让我们从一个简单的实例入手，一步一步演示使用MAP文件定位程序崩溃行的过程。
    首先假设我们的VC工程中有下面这个文件：

#include <stdio.h>

int crashtest(int a,int b) 
{
int c;
c = a/b;
return c;
} 

void main(void) 
{ 
int a = 30;
int b = 0;
int ret;
printf("let''s begin crash test.../n");
ret = crashtest(a,b);
}
    很显然本程序有“除0错误”，在 Debug 方式下编译，运行时会产生“非法操作”。我们记录下产生崩溃的地址——在我的机器上 是 0x0040102f 。这个在不同的机器上可能地址不同，但记下这个地址我们下面将要使用。
    我们打开它的 MAP 文件：（这里列出我们比 较关心的内容，其他的就略过了）

abort（工程名）

Timestamp is 3ef16533 (Thu Jun 19 15:24:35 2003)

Preferred load address is 00400000

Start 　　　　Length　　　　Name　　　　　　　　Class
0001:00000000　0001081dH .text　　　　　　　　 CODE
0002:00000000　000013baH .rdata 　　　　　　　DATA
0002:000013ba　 00000000H .edata　　　　　　　　DATA
0003:00000000　00000104H .CRT$XCA　　　　　　　 DATA
0003:00000104　00000104H .CRT$XCZ　　　　　　　DATA
0003:00000208　 00000104H .CRT$XIA　　　　　　　DATA
0003:0000030c　00000109H .CRT$XIC　　　　　　　 DATA
0003:00000418　00000104H .CRT$XIZ　　　　　　　DATA
0003:0000051c　 00000104H .CRT$XPA　　　　　　　DATA
0003:00000620　00000104H .CRT$XPX　　　　　　　 DATA
0003:00000724　00000104H .CRT$XPZ　　　　　　　DATA
0003:00000828 　 00000104H .CRT$XTA　　　　　　　DATA
0003:0000092c　 00000104H .CRT$XTZ　　　　　　 　DATA
0003:00000a30 　00003236H .data 　　　　　　　DATA
0003:00003c68 　 000019c8H .bss 　　　　　　　DATA
0004:00000000 　00000014H .idata$2　　　　　　　 DATA
0004:00000014 　00000014H .idata$3　　　　　　　DATA
0004:00000028 　 00000120H .idata$　　　　　　　DATA
0004:00000148 　00000120H .idata$5 　　　　　　 　DATA
0004:00000268 　000004f4H .idata$6　　　　　　　DATA

Address Publics by Value Rva+Base Lib:Object

0001:00000020 ?crashtest@@YAHHH@Z 00401020 f main.obj
0001:0000003c _main 0040103c f main.obj
0001:000000b0 _printf 004010b0 f LIBCD:printf.obj
0001:00000130 __chkesp 00401130 f LIBCD:chkesp.obj
0001:00000170 _mainCRTStartup 00401170 f LIBCD:crt0.obj
0001:000002a0 __amsg_exit 004012a0 f LIBCD:crt0.obj
0001:00000300 __stbuf 00401300 f LIBCD:_sftbuf.obj
0001:00000460 __ftbuf 00401460 f LIBCD:_sftbuf.obj
0001:00000520 __output 00401520 f LIBCD:output.obj
0001:000013c0 ___initstdio 004023c0 f LIBCD:_file.obj
0001:000014f0 ___endstdio 004024f0 f LIBCD:_file.obj
0001:00001510 __CrtDbgBreak 00402510 f LIBCD:dbgrpt.obj
0001:00001520 __CrtSetReportMode 00402520 f LIBCD:dbgrpt.obj
0001:00001580 __CrtSetReportFile 00402580 f LIBCD:dbgrpt.obj
0001:00001600 __CrtSetReportHook 00402600 f LIBCD:dbgrpt.obj
0001:00001620 __CrtDbgReport 00402620 f LIBCD:dbgrpt.obj

　 　如果仔细浏览 Rva+Base 这栏，我们可以发现第一个比崩溃地址 0x0040102f 大的函数地址是 0x0040103c ，所以 在 0x0040103c 这个地址之前的那个入口就是产生崩溃的函数，也就是这行： 

0001:00000020 ?crashtest@@YAHHH@Z 00401020 f main.obj

　 　因此，发生崩溃的函数就是 ?crashtest@@YAHHH@Z，所有以问号开头的函数名称都是 C++ 修饰的名称。所以在我们的源程序中，这个发生崩溃的函数就是 crashtest ()！

　　现在我们便轻而易举地知道了发生崩溃的函数名称。把它记下来，然后我们将要直接定位 发生崩溃的代码行了。我们注意 MAP 文件的最后部分——代码行信息（Line numbers information），它是以这样的形式显示 的： 

Line numbers for ./Debug/main.obj(D:/我的工作/技术/出异常例子abort /main.cpp) segment .text

12 0001:00000020 14 0001:0000002b 15 0001:00000035 16 0001:00000038
19 0001:0000003c 20 0001:00000057 21 0001:0000005e 23 0001:00000065
24 0001:00000072 25 0001:00000085

　 　第一个数字代表在源代码中的代码行号，第二个数是该代码行在所属的代码段中的偏移量。如果要查找代码行号，需要使用下面的公式做一些十六进制的减法运 算： 

崩溃行偏移 = 崩溃地址（Crash Address）－ 基地址（ImageBase Address）－ 0x1000 

　 　为什么要这样做呢？因为我们得到的崩溃地址都是由 偏移地址（Rva）+ 基地址（Base） 得来的，所以在计算行号的时候要把基地址减去。一般情况 下，基地址的值是 0x00400000 。另外，由于一般的 PE 文件的代码段都是从 0x1000 偏移开始的，所以也必须减 去 0x1000 。 
　　所以我们的：崩溃行偏移 = 0x0040102f - 0x00400000 - 0x1000 = 0x2f
我 们在MAP 文件的中的代码行信息里查找不超过计算结果0x2f，但却最接近的数。发现是 main.cpp 文件中的：

14 0001:0000002b

　 　也就意味着在源代码中的第 14 行！让我们来看看源代码，注意注释行和空行也要计算在内，程序的第14行为：

c = a/b;
    果然就是第 14 行啊，它发生了“除0异常”！

    方法已经介绍完了，从今以后，我们就可以精确地定位到源代码中的崩溃行，而且只要编译 器可以生成 MAP 文件，无论在WIN平台还是UNIX平台，本方法都是适用的。
    本文我们只是列举了一个非常简单的“除0异常”例子，使用 MAP文件的效力或许还不十分明显。但相信在我们的大型应用系统调试中，使用MAP文件的辅助方法来快速定位发生程序崩溃的函数以及代码行，将会为我们的 程序调试工作节省大量时间和精力，提高我们的调试质量。我们甚至可以要求远地用户直接提供程序崩溃的地址，然后就可以在自己机器上利用MAP文件静态地找 到出错的那行，并在程序中进行相应修正了。