在Linux下产生并调试core文件

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。

先看看我用的是个什么机器：

$ uname -a
Linux dev 2.4.21-9.30AXsmp #1 SMP Wed May 26 23:37:09 EDT 2004 i686 i686 i386 GNU/Linux

再看看默认的一些参数，注意core file size是个0，程序出错时不会产生core文件了。

$ 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

写个简单的程序，看看core文件是不是会被产生。

$ more foo.c

#include <stdio.h>

static void sub(void);

int main(void)
{
    sub();
    return 0;
}

static void sub(void)
{
    int *p = NULL;

    /* derefernce a null pointer, expect core dump. */
    printf("%d", *p);
}

$ gcc -Wall -g foo.c
$ ./a.out
Segmentation fault

$ ls -l core.*
ls: core.*: No such file or directory

没有找到core文件，我们改改ulimit的设置，让它产生。1024是随便取的，要是core文件大于1024个块，就产生不出来了。

$ ulimit -c 1024

$ ulimit -a
core file size (blocks, -c) 1024
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

$ ./a.out
Segmentation fault (core dumped)
$ ls -l core.*
-rw------- 1 uniware uniware 53248 Jun 30 17:10 core.9128

注意看上述的输出信息，多了个(core dumped)。确实产生了一个core文件，9128是该进程的PID。我们用GDB来看看这个core。

$ gdb --core=core.9128
GNU gdb Asianux (6.0post-0.20040223.17.1AX)
Copyright 2004 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-asianux-linux-gnu".
Core was generated by `./a.out'.
Program terminated with signal 11, Segmentation fault.
#0 0x08048373 in ?? ()
(gdb) bt
#0 0x08048373 in ?? ()
#1 0xbfffd8f8 in ?? ()
#2 0x0804839e in ?? ()
#3 0xb74cc6b3 in ?? ()
#4 0x00000000 in ?? ()

此时用bt看不到backtrace，也就是调用堆栈，原来GDB还不知道符号信息在哪里。我们告诉它一下：

(gdb) file ./a.out
Reading symbols from ./a.out...done.
Using host libthread_db library "/lib/tls/libthread_db.so.1".
(gdb) bt
#0 0x08048373 in sub () at foo.c:17
#1 0x08048359 in main () at foo.c:8

此时backtrace出来了。

(gdb) l
8         sub();
9         return 0;
10     }
11
12     static void sub(void)
13     {
14         int *p = NULL;
15
16         /* derefernce a null pointer, expect core dump. */
17         printf("%d", *p);
(gdb)

 

在程序不寻常退出时，内核会在当前工作目录下生成一个core文件（是一个内存映像，同时加上调试信息）。使用gdb来查看core文件，可以指示出导致程序出错的代码所在文件和行数。

1.core文件的生成开关和大小限制
---------------------------------
 1）使用ulimit -c命令可查看core文件的生成开关。若结果为0，则表示关闭了此功能，不会生成core文件。
 2）使用ulimit -c filesize命令，可以限制core文件的大小（filesize的单位为kbyte）。若ulimit -c unlimited，则表示core文件的大小不受限制。如果生成的信息超过此大小，将会被裁剪，最终生成一个不完整的core文件。在调试此core文件的时候，gdb会提示错误。

2.core文件的名称和生成路径
----------------------------
core文件生成路径:
输入可执行文件运行命令的同一路径下。
若系统生成的core文件不带其他任何扩展名称，则全部命名为core。新的core文件生成将覆盖原来的core文件。

1）/proc/sys/kernel/core_uses_pid可以控制core文件的文件名中是否添加pid作为扩展。文件内容为1，表示添加pid作为扩展名，生成的core文件格式为core.xxxx；为0则表示生成的core文件同一命名为core。
可通过以下命令修改此文件：
echo "1" > /proc/sys/kernel/core_uses_pid

2）proc/sys/kernel/core_pattern可以控制core文件保存位置和文件名格式。
可通过以下命令修改此文件：
echo "/corefile/core-%e-%p-%t" > core_pattern，可以将core文件统一生成到/corefile目录下，产生的文件名为core-命令名-pid-时间戳
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

 

3.core文件的查看
-----------------
 core文件需要使用gdb来查看。
 gdb ./a.out
 core-file core.xxxx
 使用bt命令即可看到程序出错的地方。
以下两种命令方式具有相同的效果，但是在有些环境下不生效，所以推荐使用上面的命令。
1）gdb -core=core.xxxx
file ./a.out
bt
2）gdb -c core.xxxx
file ./a.out
bt

4.开发板上使用core文件调试
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如果开发板的操作系统也是linux，core调试方法依然适用。如果开发板上不支持gdb，可将开发板的环境（依赖库）、可执行文件和core文件拷贝到PC的linux下。
在 PC上调试开发板上产生的core文件，需要使用交叉编译器自带的gdb，并且需要在gdb中指定solib-absolute-prefix和 solib-search-path两个变量以保证gdb能够找到可执行程序的依赖库路径。有一种建立配置文件的方法，不需要每次启动gdb都配置以上变量，即：在待运行gdb的路径下建立.gdbinit。
配置文件内容：
set solib-absolute-prefix YOUR_CROSS_COMPILE_PATH
set solib-search-path YOUR_CROSS_COMPILE_PATH
set solib-search-path YOUR_DEVELOPER_TOOLS_LIB_PATH
handle SIG32 nostop noprint pass

注意：待调试的可执行文件，在编译的时候需要加-g，core文件才能正常显示出错信息！有时候core信息很大，超出了开发板的空间限制，生成的core信息会残缺不全而无法使用，可以通过挂载到PC的方式来规避这一点。

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。