你知道Linux Core Dump是什么？

當(dāng)程序運(yùn)行的過程中異常終止或崩潰，操作系統(tǒng)會(huì)將程序當(dāng)時(shí)的內(nèi)存狀態(tài)記錄下來，保存在一個(gè)文件中，這種行為就叫做Core Dump（中文有的翻譯成“核心轉(zhuǎn)儲(chǔ)”)。我們可以認(rèn)為 core dump 是“內(nèi)存快照”，但實(shí)際上，除了內(nèi)存信息之外，還有些關(guān)鍵的程序運(yùn)行狀態(tài)也會(huì)同時(shí) dump 下來，例如寄存器信息（包括程序指針、棧指針等）、內(nèi)存管理信息、其他處理器和操作系統(tǒng)狀態(tài)和信息。core dump 對(duì)于編程人員診斷和調(diào)試程序是非常有幫助的，因?yàn)閷?duì)于有些程序錯(cuò)誤是很難重現(xiàn)的，例如指針異常，而 core dump 文件可以再現(xiàn)程序出錯(cuò)時(shí)的情景。

Core Dump 名詞解釋

在半導(dǎo)體作為電腦內(nèi)存材料之前，電腦內(nèi)存使用的是?磁芯內(nèi)存（Magnetic Core Memory），Core Dump 中的 Core 沿用了磁芯內(nèi)存的?Core?表達(dá)。圖為磁芯內(nèi)存的一個(gè)單元，來自?Wikipedia.

在?APUE?一書中作者有句話這樣寫的：

Because the file is named?core, it shows how long this feature has been part of the Unix System.

這里的 core 就是沿用的是早期電腦磁芯內(nèi)存中的表達(dá)，也能看出 Unix 系統(tǒng) Core Dump 機(jī)制的悠久歷史。

Dump?指的是拷貝一種存儲(chǔ)介質(zhì)中的部分內(nèi)容到另一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)，或者將內(nèi)容打印、顯示或者其它輸出設(shè)備。dump 出來的內(nèi)容是格式化的，可以使用一些工具來解析它。

現(xiàn)代操作系統(tǒng)中，用?Core Dump?表示當(dāng)程序異常終止或崩潰時(shí)，將進(jìn)程此時(shí)的內(nèi)存中的內(nèi)容拷貝到磁盤文件中存儲(chǔ)，以方便編程人員調(diào)試。

Core Dump 如何產(chǎn)生

上面說當(dāng)程序運(yùn)行過程中異常終止或崩潰時(shí)會(huì)發(fā)生 core dump，但還沒說到什么具體的情景程序會(huì)發(fā)生異常終止或崩潰，例如我們使用?kill -9?命令殺死一個(gè)進(jìn)程會(huì)發(fā)生 core dump 嗎？實(shí)驗(yàn)證明是不能的，那么什么情況會(huì)產(chǎn)生呢？

Linux 中信號(hào)是一種異步事件處理的機(jī)制，每種信號(hào)對(duì)應(yīng)有其默認(rèn)的操作，你可以在?這里?查看 Linux 系統(tǒng)提供的信號(hào)以及默認(rèn)處理。默認(rèn)操作主要包括忽略該信號(hào)（Ingore）、暫停進(jìn)程（Stop）、終止進(jìn)程（Terminate）、終止并發(fā)生core dump（core）等。如果我們信號(hào)均是采用默認(rèn)操作，那么，以下列出幾種信號(hào)，它們?cè)诎l(fā)生時(shí)會(huì)產(chǎn)生 core dump:

SignalActionCommentSIGQUITCoreQuit from keyboardSIGILLCoreIllegal InstructionSIGABRTCoreAbort signal from?abortSIGSEGVCoreInvalid memory referenceSIGTRAPCoreTrace/breakpoint trap

當(dāng)然不僅限于上面的幾種信號(hào)。這就是為什么我們使用?Ctrl+z?來掛起一個(gè)進(jìn)程或者?Ctrl+C?結(jié)束一個(gè)進(jìn)程均不會(huì)產(chǎn)生 core dump，因?yàn)榍罢邥?huì)向進(jìn)程發(fā)出?SIGTSTP?信號(hào)，該信號(hào)的默認(rèn)操作為暫停進(jìn)程（Stop Process）；后者會(huì)向進(jìn)程發(fā)出SIGINT?信號(hào)，該信號(hào)默認(rèn)操作為終止進(jìn)程（Terminate Process）。同樣上面提到的?kill -9?命令會(huì)發(fā)出?SIGKILL?命令，該命令默認(rèn)為終止進(jìn)程。而如果我們使用?Ctrl+?來終止一個(gè)進(jìn)程，會(huì)向進(jìn)程發(fā)出?SIGQUIT?信號(hào)，默認(rèn)是會(huì)產(chǎn)生 core dump 的。還有其它情景會(huì)產(chǎn)生 core dump， 如：程序調(diào)用?abort()?函數(shù)、訪存錯(cuò)誤、非法指令等等。

下面舉兩個(gè)例子來說明：

終端下比較?Ctrl+C?和?Ctrl+：

guohailin@guohailin:~$ sleep 10 #使用sleep命令休眠 10 s^C #使用 Ctrl+C 終止該程序,不會(huì)產(chǎn)生 core dumpguohailin@guohailin:~$ sleep 10^Quit (core dumped) #使用 Ctrl+ 退出程序, 會(huì)產(chǎn)生 core dumpguohailin@guohailin:~$ ls #多出下面一個(gè) core 文件-rw------- ?1 guohailin guohailin 335872 10月 22 11:31 sleep.core.21990

小程序產(chǎn)生 core dump

#include int main(){ int *null_ptr = NULL; *null_ptr = 10; //對(duì)空指針指向的內(nèi)存區(qū)域?qū)?會(huì)發(fā)生段錯(cuò)誤 return 0;}

#編譯執(zhí)行g(shù)uohailin@guohailin:~$ ./a.outSegmentation fault (core dumped)guohailin@guohailin:~$ ls #多出下面一個(gè) core 文件-rw------- 1 guohailin guohailin 200704 10月 22 11:35 a.out.core.22070

Linux 下打開 Core Dump

我使用的 Linux 發(fā)行版是 Ubuntu 13.04，設(shè)置生成 core dump 文件的方法如下：

打開 core dump 功能

在終端中輸入命令?ulimit -c?，輸出的結(jié)果為 0，說明默認(rèn)是關(guān)閉 core dump 的，即當(dāng)程序異常終止時(shí)，也不會(huì)生成 core dump 文件。

我們可以使用命令?ulimit -c unlimited?來開啟 core dump 功能，并且不限制 core dump 文件的大??； 如果需要限制文件的大小，將 unlimited 改成你想生成 core 文件最大的大小，注意單位為 blocks（KB）。

用上面命令只會(huì)對(duì)當(dāng)前的終端環(huán)境有效，如果想需要永久生效，可以修改文件?/etc/security/limits.conf文件，關(guān)于此文件的設(shè)置參看?這里?。增加一行:

# /etc/security/limits.conf##Each line describes a limit for a user in the form:## * soft core unlimited

修改 core 文件保存的路徑

默認(rèn)生成的 core 文件保存在可執(zhí)行文件所在的目錄下，文件名就為?core。

通過修改?/proc/sys/kernel/core_uses_pid?文件可以讓生成 core 文件名是否自動(dòng)加上 pid 號(hào)。
例如?echo 1 > /proc/sys/kernel/core_uses_pid?，生成的 core 文件名將會(huì)變成?core.pid，其中 pid 表示該進(jìn)程的 PID。

還可以通過修改?/proc/sys/kernel/core_pattern?來控制生成 core 文件保存的位置以及文件名格式。
例如可以用?echo "/tmp/corefile-%e-%p-%t" > /proc/sys/kernel/core_pattern?設(shè)置生成的 core 文件保存在 “/tmp/corefile” 目錄下，文件名格式為 “core-命令名-pid-時(shí)間戳”。這里?有更多詳細(xì)的說明！

使用 gdb 調(diào)試 Core 文件

產(chǎn)生了 core 文件，我們?cè)撊绾问褂迷?Core 文件進(jìn)行調(diào)試呢？Linux 中可以使用 GDB 來調(diào)試 core 文件，步驟如下：

首先，使用 gcc 編譯源文件，加上?-g?以增加調(diào)試信息；

按照上面打開 core dump 以使程序異常終止時(shí)能生成 core 文件；

運(yùn)行程序，當(dāng)core dump 之后，使用命令?gdb program core?來查看 core 文件，其中 program 為可執(zhí)行程序名，core 為生成的 core 文件名。

下面用一個(gè)簡(jiǎn)單的例子來說明：

#include int func(int *p){ int y = *p; return y;}int main(){ int *p = NULL; return func(p);}

編譯加上調(diào)試信息, 運(yùn)行之后core dump, 使用 gdb 查看 core 文件.

guohailin@guohailin:~$ gcc core_demo.c -o core_demo -gguohailin@guohailin:~$ ./core_demo Segmentation fault (core dumped)guohailin@guohailin:~$ gdb core_demo core_demo.core.24816...Core was generated by './core_demo'.Program terminated with signal 11, Segmentation fault.#0 0x080483cd in func (p=0x0) at core_demo.c:55 int y = *p;(gdb) where#0 0x080483cd in func (p=0x0) at core_demo.c:5#1 0x080483ef in main () at core_demo.c:12(gdb) info frameStack level 0, frame at 0xffd590a4: eip = 0x80483cd in func (core_demo.c:5); saved eip 0x80483ef called by frame at 0xffd590c0 source language c. Arglist at 0xffd5909c, args: p=0x0 Locals at 0xffd5909c, Previous frame's sp is 0xffd590a4 Saved registers: ebp at 0xffd5909c, eip at 0xffd590a0(gdb)

從上面可以看出,我們可以還原 core_demo 執(zhí)行時(shí)的場(chǎng)景,并使用?where?可以查看當(dāng)前程序調(diào)用函數(shù)棧幀, 還可以使用 gdb 中的命令查看寄存器,變量等信息.

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