Linux下c/c++开发之程序崩溃(Segment fault)时内核转储文件(core dump)生成设置方法

Linux下c/c++开发之程序崩溃(Segment fault)时内核转储文件(core dump)生成设置方法 Linux下c/c++开发程序崩溃(Segment fault)通常都是指针错误引起的.以下是我们详细的对Linux core dump的调试技术进行的介绍: Linux core dump简介有的程... 


Linux下c/c++开发之程序崩溃(Segment fault)时内核转储文件(core dump)生成设置方法
Linux下c/c++开发程序崩溃(Segment fault)通常都是指针错误引起的.以下是我们详细的对Linux core dump的调试技术进行的介绍:
Linux core dump简介
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.
 Segment fault)时内核转储文件(core dump)作用
(1) 内核转储的最大好处是能够保存问题发生时的状态。
(2) 只要有可执行文件和内核转储，就可以知道进程当时的状态。
(3) 只要获取内核转储，那么即使没有复现环境，也能调试。
  Linux core dump 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.
  Linux core dump 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.
  Linux core dump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.
  System Dump和Core Dump的区别
1) 系统Dump（System Dump）
所有开放式操作系统，都存在系统DUMP问题。
产生原因：
由于系统关键/核心进程，产生严重的无法恢复的错误，为了避免系统相关资源受到更大损害，操作系统都会强行停止运行，并将当前内存中的各种结构,核心进程出错位置及其代码状态，保存下来，以便以后分析。最常见的原因是指令走飞，或者缓冲区溢出，或者内存访问越界。走飞就是说代码流有问题，导致执行到某一步指令混乱，跳转到一些不属于它的指令位置去执行一些莫名其妙的东西（没人知道那些地方本来是代码还是数据，而且是不是正确的代码开始位置），或者调用到不属于此进程的内存空间。写过C程序及汇编程序的人士，对这些现象应当是很清楚的。
系统DUMP生成过程的特点：
在生成DUMP过程中，为了避免过多的操作结构，导致问题所在位置正好也在生成DUMP过程所涉及的资源中，造成DUMP不能正常生成，操作系统都用尽量简单的代码来完成，所以避开了一切复杂的管理结构，如文件系统）LVM等等，所以这就是为什么几乎所有开放系统，都要求DUMP设备空间是物理连续的——不用定位一个个数据块，从DUMP设备开头一直写直到完成，这个过程可以只用BIOS级别的操作就可以。这也是为什么在企业级UNIX普遍使用LVM的现状下，DUMP设备只可能是裸设备而不可能是文件系统文件，而且[b]只[/b]用作DUMP的设备，做 LVM镜像是无用的——系统此时根本没有LVM操作，它不会管什么镜像不镜像，就用第一份连续写下去。
所以UNIX系统也不例外，它会将DUMP写到一个裸设或磁带设备。在重启的时候，如果设置的DUMP转存目录（文件系统中的目录）有足够空间，它将会转存成一个文件系统文件，缺省情况下，[b]对于AIX来说是/var/adm/ras/下的vmcore*这样的文件，对于HPUX来说是 /var/adm/crash下的目录及文件。[/b]
当然，也可以选择将其转存到磁带设备。
会造成系统DUMP的原因主要是：
系统补丁级别不一致或缺少）系统内核扩展有BUG（例如Oracle就会安装系统内核扩展））驱动程序有 BUG（因为设备驱动程序一般是工作在内核级别的），等等。所以一旦经常发生类似的系统DUMP，可以考虑将系统补丁包打到最新并一致化）升级微码）升级设备驱动程序（包括FC多路冗余软件））升级安装了内核扩展的软件的补丁包等等。
2) 进程Core Dump
进程Core Dump产生的技术原因，基本等同于系统DUMP，就是说从程序原理上来说是基本一致的。
但进程是运行在低一级的优先级上（此优先级不同于系统中对进程定义的优先级，而是指CPU代码指令的优先级），被操作系统所控制，所以操作系统可以在一个进程出问题时，不影响其他进程的情况下，中止此进程的运行，并将相关环境保存下来，这就是core dump文件，可供分析。
如果进程是用高级语言编写并编译的，且用户有源程序，那么可以通过在编译时带上诊断用符号表（所有高级语言编译程序都有这种功能），通过系统提供的分析工具，加上core文件，能够分析到哪一个源程序语句造成的问题，进而比较容易地修正问题，当然，要做到这样，除非一开始就带上了符号表进行编译，否则只能重新编译程序，并重新运行程序，重现错误，才能显示出源程序出错位置。
如果用户没有源程序，那么只能分析到汇编指令的级别，难于查找问题所在并作出修正，所以这种情况下就不必多费心了，找到出问题的地方也没有办法。
进程Core Dump的时候，操作系统会将进程异常终止掉并释放其占用的资源，不可能对系统本身的运行造成危害。这是与系统DUMP根本区别的一点，系统DUMP产生时，一定伴随着系统崩溃和停机，进程Core Dump时，只会造成相应的进程被终止，系统本身不可能崩溃。当然如果此进程与其他进程有关联，其他进程也会受到影响，至于后果是什么，就看相关进程对这种异常情况（与自己相关的进程突然终止）的处理机制是什么了，没有一概的定论。


  内核转储文件(core dump)永久生效的办法
永久生效的办法是：
#vi /etc/profile 然后，在profile中添加：
ulimit -c 1073741824
(但是，若将产生的转储文件大小大于该数字时，将不会产生转储文件)
或者
ulimit -c unlimited
这样重启机器后生效了。 或者， 使用source命令使之马上生效。
#source /etc/profile
指定内核转储的文件名和目录
   缺省情况下，内核在coredump时所产生的core文件放在与该程序相同的目录中，并且文件名固定为core。很显然，如果有多个程序产生core文件，或者同一个程序多次崩溃，就会重复覆盖同一个core文件。
  我们可以通过修改kernel的参数，指定内核转储所生成的core文件的路径和文件名。
可以通过在/etc/sysctl.conf文件中，对sysctl变量kernel.core_pattern的设置。
#vi /etc/sysctl.conf 然后，在sysctl.conf文件中添加下面两句话：
kernel.core_pattern = /var/core/core_%e_%p
kernel.core_uses_pid = 0
保存后退出。
需要说明的是， /proc/sys/kernel/core_uses_pid。如果这个文件的内容被配置成1，即使core_pattern中没有设置%p，最后生成的core dump文件名仍会加上进程ID。


这里%e, %p分别表示：
%c 转储文件的大小上限
%e 所dump的文件名
%g 所dump的进程的实际组ID
%h 主机名
%p 所dump的进程PID
%s 导致本次coredump的信号
%t 转储时刻(由1970年1月1日起计的秒数)
%u 所dump进程的实际用户ID
可以使用以下命令，使修改结果马上生效。


#sysctl –p /etc/sysctl.conf


请在/var目录下先建立core文件夹，然后执行a.out程序，就会在/var/core/下产生以指定格式命名的内核转储文件。查看转储文件的情况：
#ls /var/core
core_a.out_2834


Linux下c/c++开发之程序崩溃(Segment fault)时内核转储文件(coredump)生成举例说明


例子的源代码：


#include
int main(void)
{
int *a = NULL;


*a = 0x1;


return 0;
}


把以上源代码，写成一个a.c文件后，编译a.c文件产生一个a.out的可执行文件：
#gcc -g a.c -o a.out
修改a.out文件的权限后，执行它：
#./a.out
就会显示：
Segmentation fault(core dump)
这表示在当前目录下, 已经生成了a.out对应的内核转储文件。
注意：后面带有(core dump), 才说明转储文件成功生成了。
#file core*
core:ELF 64-bit LSB core file x86-64, version 1(SYSV), SVR4-style, from './a.out'
coreDump: UTF-8 Unicode C program text


要用GDB调试内核转储文件，应该使用以下方式启动GDB:
#gdb -c ./*.core ./a.out
GNU gdb (GDB) 7.1-Ubuntu
...
Core was generated by './a.out'.
Program terminated with signal 11, Segmentation fault.
#0 0x00000000004004dc in main() at a.c:6
6 *a =0x1;
a.c的第6行收到了11号信号。用GDB的list命令可以查看附近的源代码。
(gdb) l 5
1            #include
2       


3            int main(void)
4            {
5                   int *a = NULL;
6                   *a = 0x1;
7                   return 0;
8            }
这里默认都是当前目录，也可以给core 和a.out 指定路径。