Gdb 调试core文件详解
一，什么是coredump
??????? 我們經常聽到大家說到程序core掉了，需要定位解決，這里說的大部分是指對應程序由于各種異常或者bug導致在運行過程中異常退出或者中止，并且在滿足一定條件下（這里為什么說需要滿足一定的條件呢？下面會分析）會產生一個叫做core的文件。
??????? 通常情況下，core文件會包含了程序運行時的內存，寄存器狀態，堆棧指針，內存管理信息還有各種函數調用堆棧信息等，我們可以理解為是程序工作當前狀態存儲生成第一個文件，許多的程序出錯的時候都會產生一個core文件，通過工具分析這個文件，我們可以定位到程序異常退出的時候對應的堆棧調用等信息，找出問題所在并進行及時解決。
?
二，coredump文件的存儲位置
?? core文件默認的存儲位置與對應的可執行程序在同一目錄下，文件名是core，大家可以通過下面的命令看到core文件的存在位置：
?? cat? /proc/sys/kernel/core_pattern
?? 缺省值是core
?
注意：這里是指在進程當前工作目錄的下創建。通常與程序在相同的路徑下。但如果程序中調用了chdir函數，則有可能改變了當前工作目錄。這時core文件創建在chdir指定的路徑下。有好多程序崩潰了，我們卻找不到core文件放在什么位置。和chdir函數就有關系。當然程序崩潰了不一定都產生 core文件。
如下程序代碼：則會把生成的core文件存儲在/data/coredump/wd，而不是大家認為的跟可執行文件在同一目錄。
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?
通過下面的命令可以更改coredump文件的存儲位置，若你希望把core文件生成到/data/coredump/core目錄下：
?? echo “/data/coredump/core”> /proc/sys/kernel/core_pattern
?
注意，這里當前用戶必須具有對/proc/sys/kernel/core_pattern的寫權限。
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缺省情況下，內核在coredump時所產生的core文件放在與該程序相同的目錄中，并且文件名固定為core。很顯然，如果有多個程序產生core文件，或者同一個程序多次崩潰，就會重復覆蓋同一個core文件，因此我們有必要對不同程序生成的core文件進行分別命名。
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我們通過修改kernel的參數，可以指定內核所生成的coredump文件的文件名。例如，使用下面的命令使kernel生成名字為core.filename.pid格式的core dump文件：
echo “/data/coredump/core.%e.%p” >/proc/sys/kernel/core_pattern
這樣配置后，產生的core文件中將帶有崩潰的程序名、以及它的進程ID。上面的%e和%p會被替換成程序文件名以及進程ID。
如果在上述文件名中包含目錄分隔符“/”，那么所生成的core文件將會被放到指定的目錄中。 需要說明的是，在內核中還有一個與coredump相關的設置，就是/proc/sys/kernel/core_uses_pid。如果這個文件的內容被配置成1，那么即使core_pattern中沒有設置%p，最后生成的core dump文件名仍會加上進程ID。
三，如何判斷一個文件是coredump文件？
在類unix系統下，coredump文件本身主要的格式也是ELF格式，因此，我們可以通過readelf命令進行判斷。
???
?????可以看到ELF文件頭的Type字段的類型是：CORE (Core file)
???? 可以通過簡單的file命令進行快速判斷：?????
四，產生coredum的一些條件總結
1，? 產生coredump的條件，首先需要確認當前會話的ulimit –c，若為0，則不會產生對應的coredump，需要進行修改和設置。
ulimit? -c?unlimited? (可以產生coredump且不受大小限制)
?
若想甚至對應的字符大小，則可以指定：
ulimit –c [size]
???????????????
?
?????? 可以看出，這里的size的單位是blocks,一般1block=512bytes
??????? 如：
??????? ulimit –c 4? (注意，這里的size如果太小，則可能不會產生對應的core文件，筆者設置過ulimit –c 1的時候，系統并不生成core文件，并嘗試了1，2，3均無法產生core，至少需要4才生成core文件)
???????
但當前設置的ulimit只對當前會話有效，若想系統均有效，則需要進行如下設置：
?? 在/etc/profile中加入以下一行，這將允許生成coredump文件
ulimit-c unlimited
?? 在rc.local中加入以下一行，這將使程序崩潰時生成的coredump文件位于/data/coredump/目錄下:
echo /data/coredump/core.%e.%p> /proc/sys/kernel/core_pattern?
注意rc.local在不同的環境，存儲的目錄可能不同，susu下可能在/etc/rc.d/rc.local
??????更多ulimit的命令使用，可以參考：http://baike.baidu.com/view/4832100.htm
??????這些需要有root權限, 在ubuntu下每次重新打開中斷都需要重新輸入上面的ulimit命令, 來設置core大小為無限.
2， 當前用戶，即執行對應程序的用戶具有對寫入core目錄的寫權限以及有足夠的空間。
3， 幾種不會產生core文件的情況說明：
The?core?file?will?not?be?generated?if
(a)????the?process?was?set-user-ID?and?the?current?user?is?not?the?owner?of?the?program?file,?or
(b)?????the?process?was?set-group-ID?and?the?current?user?is?not?the?group?owner?of?the?file,
(c)?????the?user?does?not?have?permission?to?write?in?the?current?working?directory,?
(d)?????the?file?already?exists?and?the?user?does?not?have?permission?to?write?to?it,?or?
(e)?????the?file?is?too?big?(recall?the?RLIMIT_CORE?limit?in?Section?7.11).?The?permissions?of?the?core?file?(assuming?that?the?file?doesn't?already?exist)?are?usually?user-read?and?user-write,?although?Mac?OS?X?sets?only?user-read.
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五，coredump產生的幾種可能情況
造成程序coredump的原因有很多，這里總結一些比較常用的經驗吧：
?1，內存訪問越界
? a) 由于使用錯誤的下標，導致數組訪問越界。
? b) 搜索字符串時，依靠字符串結束符來判斷字符串是否結束，但是字符串沒有正常的使用結束符。
? c) 使用strcpy, strcat, sprintf, strcmp,strcasecmp等字符串操作函數，將目標字符串讀/寫爆。應該使用strncpy, strlcpy, strncat, strlcat, snprintf, strncmp, strncasecmp等函數防止讀寫越界。
?2，多線程程序使用了線程不安全的函數。
應該使用下面這些可重入的函數，它們很容易被用錯：
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，多線程讀寫的數據未加鎖保護。
對于會被多個線程同時訪問的全局數據，應該注意加鎖保護，否則很容易造成coredump
?4，非法指針
? a) 使用空指針
? b) 隨意使用指針轉換。一個指向一段內存的指針，除非確定這段內存原先就分配為某種結構或類型，或者這種結構或類型的數組，否則不要將它轉換為這種結構或類型的指針，而應該將這段內存拷貝到一個這種結構或類型中，再訪問這個結構或類型。這是因為如果這段內存的開始地址不是按照這種結構或類型對齊的，那么訪問它時就很容易因為bus error而core dump。
?5，堆棧溢出
不要使用大的局部變量（因為局部變量都分配在棧上），這樣容易造成堆棧溢出，破壞系統的棧和堆結構，導致出現莫名其妙的錯誤。??
六，利用gdb進行coredump的定位
? 其實分析coredump的工具有很多，現在大部分類unix系統都提供了分析coredump文件的工具，不過，我們經常用到的工具是gdb。
? 這里我們以程序為例子來說明如何進行定位。
1，? 段錯誤 – segmentfault
?? 我們寫一段代碼往受到系統保護的地址寫內容。
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?? 按如下方式進行編譯和執行，注意這里需要-g選項編譯。
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可以看到，當輸入12的時候，系統提示段錯誤并且core dumped
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?? 我們進入對應的core文件生成目錄，優先確認是否core文件格式并啟用gdb進行調試。
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從紅色方框截圖可以看到，程序中止是因為信號11，且從bt(backtrace)命令（或者where）可以看到函數的調用棧，即程序執行到coremain.cpp的第5行，且里面調用scanf 函數，而該函數其實內部會調用_IO_vfscanf_internal()函數。
接下來我們繼續用gdb，進行調試對應的程序。
記住幾個常用的gdb命令：
l(list)?，顯示源代碼，并且可以看到對應的行號；
b(break)x, x是行號，表示在對應的行號位置設置斷點；
p(print)x, x是變量名，表示打印變量x的值
r(run),?表示繼續執行到斷點的位置
n(next),表示執行下一步
c(continue),表示繼續執行
q(quit)，表示退出gdb
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啟動gdb,注意該程序編譯需要-g選項進行。
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注：? SIGSEGV?????11?????? Core??? Invalid memoryreference
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七，附注：
1，? gdb的查看源碼
顯示源代碼
GDB 可以打印出所調試程序的源代碼，當然，在程序編譯時一定要加上-g的參數，把源程序信息編譯到執行文件中。不然就看不到源程序了。當程序停下來以后，GDB會報告程序停在了那個文件的第幾行上。你可以用list命令來打印程序的源代碼。還是來看一看查看源代碼的GDB命令吧。
list<linenum>
顯示程序第linenum行的周圍的源程序。
list<function>
顯示函數名為function的函數的源程序。
list
顯示當前行后面的源程序。
list -
顯示當前行前面的源程序。
一般是打印當前行的上5行和下5行，如果顯示函數是是上2行下8行，默認是10行，當然，你也可以定制顯示的范圍，使用下面命令可以設置一次顯示源程序的行數。
setlistsize <count>
設置一次顯示源代碼的行數。
showlistsize
查看當前listsize的設置。
list命令還有下面的用法：
list<first>, <last>
顯示從first行到last行之間的源代碼。
list ,<last>
顯示從當前行到last行之間的源代碼。
list +
往后顯示源代碼。
一般來說在list后面可以跟以下這些參數：
?
<linenum>?? 行號。
<+offset>?? 當前行號的正偏移量。
<-offset>?? 當前行號的負偏移量。
<filename:linenum>? 哪個文件的哪一行。
<function>? 函數名。
<filename:function>哪個文件中的哪個函數。
<*address>? 程序運行時的語句在內存中的地址。
?
2，? 一些常用signal的含義
SIGABRT：調用abort函數時產生此信號。進程異常終止。
SIGBUS：指示一個實現定義的硬件故障。
SIGEMT：指示一個實現定義的硬件故障。EMT這一名字來自PDP-11的emulator trap 指令。
SIGFPE：此信號表示一個算術運算異常，例如除以0，浮點溢出等。
SIGILL：此信號指示進程已執行一條非法硬件指令。4.3BSD由abort函數產生此信號。SIGABRT現在被用于此。
SIGIOT：這指示一個實現定義的硬件故障。IOT這個名字來自于PDP-11對于輸入／輸出TRAP(input/outputTRAP)指令的縮寫。系統V的早期版本，由abort函數產生此信號。SIGABRT現在被用于此。
SIGQUIT：當用戶在終端上按退出鍵（一般采用Ctrl-/）時，產生此信號，并送至前臺進
程組中的所有進程。此信號不僅終止前臺進程組（如SIGINT所做的那樣），同時產生一個core文件。
SIGSEGV：指示進程進行了一次無效的存儲訪問。名字SEGV表示“段違例（segmentationviolation）”。
SIGSYS：指示一個無效的系統調用。由于某種未知原因，進程執行了一條系統調用指令，但其指示系統調用類型的參數卻是無效的。
SIGTRAP：指示一個實現定義的硬件故障。此信號名來自于PDP-11的TRAP指令。
SIGXCPUSVR4和4.3+BSD支持資源限制的概念。如果進程超過了其軟C P U時間限制，則產生此信號。
SIGXFSZ：如果進程超過了其軟文件長度限制，則SVR4和4.3+BSD產生此信號。
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3，? Core_pattern的格式
可以在core_pattern模板中使用變量還很多，見下面的列表：
%% 單個%字符
%p 所dump進程的進程ID
%u 所dump進程的實際用戶ID
%g 所dump進程的實際組ID
%s 導致本次core dump的信號
%t core dump的時間 (由1970年1月1日計起的秒數)
%h 主機名
%e 程序文件名
總結
以上是生活随笔為你收集整理的Gdb 调试core文件详解的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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