一,什么是coredump

我们经常听到大家说到程序core掉了,需要定位解决,这里说的大部分是指对应程序由于各种异常或者bug导致在运行过程中异常退出或者中止,并且在满足一定条件下(这里为什么说需要满足一定的条件呢?下面会分析)会产生一个叫做core的文件。

通常情况下,core文件会包含了程序运行时的内存,寄存器状态,堆栈指针,内存管理信息还有各种函数调用堆栈信息等,我们可以理解为是程序工作当前状态存储生成第一个文件,许多的程序出错的时候都会产生一个core文件,通过工具分析这个文件,我们可以定位到程序异常退出的时候对应的堆栈调用等信息,找出问题所在并进行及时解决。


二,coredump文件的存储位置

core文件默认的存储位置与对应的可执行程序在同一目录下,文件名是core,大家可以通过下面的命令看到core文件的存在位置:

cat /proc/sys/kernel/core_pattern

缺省值是core

注意:这里是指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。

如下程序代码:则会把生成的core文件存储在/data/coredump/wd,而不是大家认为的跟可执行文件在同一目录。

Core Temp官网 core temp中文版_3c

通过下面的命令可以更改coredump文件的存储位置,若你希望把core文件生成到/data/coredump/core目录下:

echo “/data/coredump/core”> /proc/sys/kernel/core_pattern

注意,这里当前用户必须具有对/proc/sys/kernel/core_pattern的写权限。

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,因此我们有必要对不同程序生成的core文件进行分别命名。

我们通过修改kernel的参数,可以指定内核所生成的coredump文件的文件名。例如,使用下面的命令使kernel生成名字为core.filename.pid格式的core dump文件:

echo “/data/coredump/core.%e.%p” >/proc/sys/kernel/core_pattern

这样配置后,产生的core文件中将带有崩溃的程序名、以及它的进程ID。上面的%e和%p会被替换成程序文件名以及进程ID。

如果在上述文件名中包含目录分隔符“/”,那么所生成的core文件将会被放到指定的目录中。 需要说明的是,在内核中还有一个与coredump相关的设置,就是/proc/sys/kernel/core_uses_pid。如果这个文件的内容被配置成1,那么即使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。

三,如何判断一个文件是coredump文件?

在类unix系统下,coredump文件本身主要的格式也是ELF格式,因此,我们可以通过readelf命令进行判断。


Core Temp官网 core temp中文版_3c_02

可以看到ELF文件头的Type字段的类型是:CORE (Core file)

可以通过简单的file命令进行快速判断:

Core Temp官网 core temp中文版_嵌入式_03

四,产生coredum的一些条件总结

1, 产生coredump的条件,首先需要确认当前会话的ulimit –c,若为0,则不会产生对应的coredump,需要进行修改和设置。

ulimit -cunlimited (可以产生coredump且不受大小限制)

若想甚至对应的字符大小,则可以指定:

ulimit –c [size]

Core Temp官网 core temp中文版_嵌入式_04

可以看出,这里的size的单位是blocks,一般1block=512bytes

如:

ulimit –c 4 (注意,这里的size如果太小,则可能不会产生对应的core文件,笔者设置过ulimit –c 1的时候,系统并不生成core文件,并尝试了1,2,3均无法产生core,至少需要4才生成core文件)

但当前设置的ulimit只对当前会话有效,若想系统均有效,则需要进行如下设置:

Ø 在/etc/profile中加入以下一行,这将允许生成coredump文件

ulimit-c unlimited

Ø 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/data/coredump/目录下:

echo /data/coredump/core.%e.%p> /proc/sys/kernel/core_pattern

注意rc.local在不同的环境,存储的目录可能不同,susu下可能在/etc/rc.d/rc.local

更多ulimit的命令使用,可以参考:http://baike.baidu.com/view/4832100.htm

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ulimit命令, 来设置core大小为无限.

2, 当前用户,即执行对应程序的用户具有对写入core目录的写权限以及有足够的空间。

3, 几种不会产生core文件的情况说明:

Thecorefilewillnotbegeneratedif

(a)theprocesswasset-user-IDandthecurrentuserisnottheowneroftheprogramfile,or

(b)theprocesswasset-group-IDandthecurrentuserisnotthegroupownerofthefile,

(c)theuserdoesnothavepermissiontowriteinthecurrentworkingdirectory,

(d)thefilealreadyexistsandtheuserdoesnothavepermissiontowritetoit,or

(e)thefileistoobig(recalltheRLIMIT_CORElimitinSection7.11).Thepermissionsofthecorefile(assumingthatthefiledoesn'talreadyexist)areusuallyuser-readanduser-write,althoughMacOSXsetsonlyuser-read.

五,coredump产生的几种可能情况

造成程序coredump的原因有很多,这里总结一些比较常用的经验吧:

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,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coredump

4,非法指针

a) 使用空指针

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。

六,利用gdb进行coredump的定位

其实分析coredump的工具有很多,现在大部分类unix系统都提供了分析coredump文件的工具,不过,我们经常用到的工具是gdb。

这里我们以程序为例子来说明如何进行定位。

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。

Core Temp官网 core temp中文版_Core Temp官网_05

Ø 按如下方式进行编译和执行,注意这里需要-g选项编译。

Core Temp官网 core temp中文版_Core Temp官网_06

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。

Core Temp官网 core temp中文版_3c_07

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;

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

启动gdb,注意该程序编译需要-g选项进行。

Core Temp官网 core temp中文版_源程序_08

注: SIGSEGV11 Core Invalid memoryreference

七,附注:

1, gdb的查看源码

显示源代码

GDB 可以打印出所调试程序的源代码,当然,在程序编译时一定要加上-g的参数,把源程序信息编译到执行文件中。不然就看不到源程序了。当程序停下来以后,GDB会报告程序停在了那个文件的第几行上。你可以用list命令来打印程序的源代码。还是来看一看查看源代码的GDB命令吧。

list<linenum>

显示程序第linenum行的周围的源程序。

list<function>

显示函数名为function的函数的源程序。

list

显示当前行后面的源程序。

list -

显示当前行前面的源程序。

一般是打印当前行的上5行和下5行,如果显示函数是是上2行下8行,默认是10行,当然,你也可以定制显示的范围,使用下面命令可以设置一次显示源程序的行数。

setlistsize <count>

设置一次显示源代码的行数。

showlistsize

查看当前listsize的设置。

list命令还有下面的用法:

list<first>, <last>

显示从first行到last行之间的源代码。

list ,<last>

显示从当前行到last行之间的源代码。

list +

往后显示源代码。

一般来说在list后面可以跟以下这些参数:

<linenum> 行号。
<+offset> 当前行号的正偏移量。
<-offset> 当前行号的负偏移量。
<filename:linenum> 哪个文件的哪一行。
<function> 函数名。
<filename:function>哪个文件中的哪个函数。
<*address> 程序运行时的语句在内存中的地址。

2, 一些常用signal的含义

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/outputTRAP)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(segmentationviolation)”。

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。

SIGXCPUSVR4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。

3, Core_pattern的格式

可以在core_pattern模板中使用变量还很多,见下面的列表:

%% 单个%字符

%p 所dump进程的进程ID

%u 所dump进程的实际用户ID

%g 所dump进程的实际组ID

%s 导致本次core dump的信号

%t core dump的时间 (由1970年1月1日计起的秒数)

%h 主机名

%e 程序文件名