段錯誤調(diào)試神器 - Core Dump詳解

一、前言:

有的程序可以通過編譯, 但在運行時會出現(xiàn)Segment fault(段錯誤). 這通常都是指針錯誤引起的. 但這不像編譯錯誤一樣會提示到文件某一行, 而是沒有任何信息, 使得我們的調(diào)試變得困難起來.?

gdb: 有一種辦法是, 我們用gdb的step, 一步一步尋找. 這放在短小的代碼中是可行的, 但要讓你step一個上萬行的代碼, 我想你會從此厭惡程序員這個名字, 而把他叫做調(diào)試員. 我們還有更好的辦法, 這就是core file.

ulimit: 如果想讓系統(tǒng)在信號中斷造成的錯誤時產(chǎn)生core文件, 我們需要在shell中按如下設(shè)置: #設(shè)置core大小為無限 ulimit -c unlimited #設(shè)置文件大小為無限 ulimit unlimited 這些需要有root權(quán)限, 在ubuntu下每次重新打開中斷都需要重新輸入上面的第一條命令, 來設(shè)置core大小為無限.?

用gdb查看core文件: 下面我們可以在發(fā)生運行時信號引起的錯誤時發(fā)生core dump了. 發(fā)生core dump之后, 用gdb進行查看core文件的內(nèi)容, 以定位文件中引發(fā)core dump的行. gdb [exec file] [core file] 如: gdb ./test test.core 在進入gdb后, 用bt命令查看backtrace以檢查發(fā)生程序運行到哪里, 來定位core dump的文件->行.

1. 什么是Core：

Sam之前一直以為Core Dump中Core是 Linux Kernel的意思. 今天才發(fā)現(xiàn)在這里，Core是另一種意思：

在使用半導(dǎo)體作為內(nèi)存的材料前，人類是利用線圈當作內(nèi)存的材料（發(fā)明者為王安），線圈就叫作 core ，用線圈做的內(nèi)存就叫作 core memory。如今 ，半導(dǎo)體工業(yè)澎勃發(fā)展，已經(jīng)沒有人用 core memory 了，不過，在許多情況下， 人們還是把記憶體叫作 core 。

2. 什么是Core Dump：

我們在開發(fā)（或使用）一個程序時，最怕的就是程序莫明其妙地當?shù)簟ｋm然系統(tǒng)沒事，但我們下次仍可能遇到相同的問題。于是這時操作系統(tǒng)就會把程序當?shù)?時的內(nèi)存內(nèi)容 dump 出來（現(xiàn)在通常是寫在一個叫 core 的 file 里面），讓 我們或是 debugger 做為參考。這個動作就叫作 core dump。

3. Core Dump時會生成何種文件：

Core Dump時，會生成諸如 core.進程號 的文件。

4. 為何有時程序Down了，卻沒生成 Core文件。

Linux下，有一些設(shè)置，標明了resources available to the shell and to processes。 可以使用#ulimit -a 來看這些設(shè)置。 (ulimit是bash built-in Command)

-a All current limits are reported

-c The maximum size of core files created

-d The maximum size of a process鈥檚 data segment

-e The maximum scheduling priority ("nice")

-f The maximum size of files written by the shell and its children

-i The maximum number of pending signals

-l The maximum size that m ay be locked into memory

-m The maximum resident set size (has no effect on Linux)

-n The maximum number of open file descriptors (most systems do not allow this value to be set)

-p The pipe size in 512-byte blocks (this may not be set)

-q The maximum number of bytes in POSIX message queues

-r The maximum real-time scheduling priority

-s The maximum stack size

-t The maximum amount of cpu time in seconds

-u The maximum number of processes available to a single user

-v The maximum amount of virtual memory available to the shell

-x The maximum number of file locks



從這里可以看出，如果 -c是顯示：core file size (blocks, -c) 如果這個值為0，則無法生成core文件。所以可以使用：
#ulimit -c 1024 或者 #ulimit -c unlimited 來使能 core文件。

如果程序出錯時生成Core 文件，則會顯示Segmentation fault (core dumped) 。

5. Core Dump的核心轉(zhuǎn)儲文件目錄和命名規(guī)則:
/proc/sys/kernel /core_uses_pid可以控制產(chǎn)生的core文件的文件名中是否添加pid作為擴展，如果添加則文件內(nèi)容為1，否則為0

6. 如何使用Core文件：
在Linux下，使用：
#gdb -c core.pid program_name
就可以進入gdb模式。
輸入where，就可以指出是在哪一行被Down掉，哪個function內(nèi)，由誰調(diào)用等等。
(gdb) where
或者輸入 bt。
(gdb) bt

7. 如何讓一個正常的程序down:
#kill -s SIGSEGV pid

8. 察看Core文件輸出在何處：
存放Coredump的目錄即進程的當前目錄，一般就是當初發(fā)出命令啟動該進程時所在的目錄。但如果是通過腳本啟動，則腳本可能會修改當前目錄，這時進程真正的當前目錄就會與當初執(zhí)行腳本所在目錄不同。這時可以查看”/proc/<進程pid>/cwd“符號鏈接的目標來確定進程真正的當前目錄地址。通過系統(tǒng)服務(wù)啟動的進程也可通過這一方法查看。

9. 嵌入式設(shè)備下如何使用Core dump:
linux coredump配置與調(diào)試
Linux

二、Core Dump 配置與調(diào)試

1.core文件的生成開關(guān)和大小限制

---------------------------------

1）使用ulimit -c 命令可查看core文件的生成開關(guān)。若結(jié)果為0，則表示關(guān)閉了此功能，不會生成core文件。

2）使用ulimit -c filesize命令，可以限制core文件的大小（filesize的單位為kbyte）。若ulimit -c unlimited，則表示core文件的大小不受限制。如果生成的信息超過此大小，將會被裁剪，最終生成一個不完整的core文件。在調(diào)試此core文件的時候，gdb會提示錯誤。

2.core文件的名稱和生成路徑

----------------------------

若系統(tǒng)生成的core文件不帶其它任何擴展名稱，則全部命名為core。新的core文件生成將覆蓋原來的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作為擴展。文件內(nèi)容為1，表示添加pid作為擴展名，生成的 core文件格式為core.xxxx；為0則表示生成的core文件同一命名為core。

可通過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。
可通過以下命令修改此文件：
echo"/corefile/core-%e-%p-%t" >core_pattern，可以將core文件統(tǒng)一生成到/corefile目錄下，產(chǎn)生的文件名為core-命令名-pid-時間戳

以下是參數(shù)列表:
%p - insert pid into filename 添加pid
%u - insert current uid into filename 添加當前uid
%g - insert current gid into filename 添加當前gid
%s - insert signal that caused the coredump into the filename 添加導(dǎo)致產(chǎn)生core的信號
%t - insert UNIX time that the coredump occurred into filename 添加core文件生成時的unix時間
%h - insert hostname where the coredump happened into filename 添加主機名
%e - insert coredumping executable name into filename 添加命令名

3.用gdb查看core文件:

下面我們可以在發(fā)生運行時信號引起的錯誤時發(fā)生core dump了.
發(fā)生 core dump之后,用gdb進行查看core文件的內(nèi)容,以定位文件中引發(fā)core dump的行.

gdb [exec file] [core file]
如:gdb ./test test.core

在進入gdb后,用 bt命令查看backtrace以檢查發(fā)生程序運行到哪里,來定位core dump的文件->行.

4.開發(fā)板上使用core文件調(diào)試

-----------------------------

如果開發(fā)板的操作系統(tǒng)也是linux，core調(diào)試方法依然適用。如果開發(fā)板上不支持gdb，可將開發(fā)板的環(huán)境（頭文件、庫）、可執(zhí)行文件和core文件拷貝到PC的linux下，運行相關(guān)命令即可。

注意：待調(diào)試的可執(zhí)行文件，在編譯的時候需要加-g，core文件才能正常顯示出錯信息！

注意的問題：

在Linux下要保證程序崩潰時生成 Coredump要注意這些問題：

　　一、要保證存放Coredump的目錄存在且進程對該目錄有寫權(quán)限。存放Coredump 的目錄即進程的當前目錄，一般就是當初發(fā)出命令啟動該進程時所在的目錄。但如果是通過腳本啟動，則腳本可能會修改當前目錄，這時進程真正的當前目錄就會與當初執(zhí)行腳本所在目錄不同。這時可以查看”/proc/進程pid>/cwd“符號鏈接的目標來確定進程真正的當前目錄地址。通過系統(tǒng)服務(wù)啟動的進程也可通過這一方法查看。

　　二、若程序調(diào)用了seteuid()/setegid()改變了進程的有效用戶或組，則在默認情況下系統(tǒng)不會為這些進程生成Coredump。很多服務(wù)程序都會調(diào)用seteuid()，如MySQL，不論你用什么用戶運行 mysqld_safe啟動MySQL，mysqld進行的有效用戶始終是msyql用戶。如果你當初是以用戶A運行了某個程序，但在ps里看到的
這個程序的用戶卻是B的話，那么這些進程就是調(diào)用了seteuid了。為了能夠讓這些進程生成core dump，需要將/proc/sys/fs/suid_dumpable 文件的內(nèi)容改為1（一般默認是0）。

　　三、這個一般都知道，就是要設(shè)置足夠大的Core文件大小限制了。程序崩潰時生成的 Core文件大小即為程序運行時占用的內(nèi)存大小。但程序崩潰時的行為不可按平常時的行為來估計，比如緩沖區(qū)溢出等錯誤可能導(dǎo)致堆棧被破壞，因此經(jīng)常會出現(xiàn)某個變量的值被修改成亂七八糟的，然后程序用這個大小去申請內(nèi)存就可能導(dǎo)致程序比平常時多占用很多內(nèi)存。因此無論程序正常運行時占用的內(nèi)存多么少，要保證生成Core文件還是將大小限制設(shè)為unlimited為好。


ulimit -- 用戶資源限制命令

1、說明 :ulimit用于shell啟動進程所占用的資源.
2、類別 :shell內(nèi)建命令
3、語法格式 :ulimit [-acdfHlmnpsStvw] [size]
4、參數(shù)介紹 :
-H 設(shè)置硬件資源限制.
-S 設(shè)置軟件資源限制.
-a 顯示當前所有的資源限制.
-c size:設(shè)置core文件的最大值.單位:blocks
-d size:設(shè)置數(shù)據(jù)段的最大值.單位:kbytes
-f size:設(shè)置創(chuàng)建文件的最大值.單位:blocks
-l size:設(shè)置在內(nèi)存中鎖定進程的最大值.單位:kbytes
-m size:設(shè)置可以使用的常駐內(nèi)存的最大值.單位:kbytes
-n size:設(shè)置內(nèi)核可以同時打開的文件描述符的最大值.單位:n
-p size:設(shè)置管道緩沖區(qū)的最大值.單位:kbytes
-s size:設(shè)置堆棧的最大值.單位:kbytes
-t size:設(shè)置CPU使用時間的最大上限.單位:seconds
-v size:設(shè)置虛擬內(nèi)存的最大值.單位:kbytes 5,簡單實例:

5、舉例

在Linux下寫程序的時候，如果程序比較大，經(jīng)常會遇到“段錯誤”（segmentationfault）這樣的問題，這主要就是由于Linux系統(tǒng)初始的堆棧大小（stack size）太小的緣故，一般為10M。我一般把stacksize設(shè)置成256M，這樣就沒有段錯誤了！命令為：ulimit -s 262140

如果要系統(tǒng)自動記住這個配置，就編輯/etc/profile文件，在 “ulimit -S -c 0 > /dev/null 2>&1”行下，添加“ulimit -s 262140”，保存重啟系統(tǒng)就可以了！

1] 在RH8的環(huán)境文件/etc/profile中,我們可以看到系統(tǒng)是如何配置ulimit的:
#grep ulimit /etc/profile
ulimit -S -c 0 > /dev/null 2>&1
這條語句設(shè)置了對軟件資源和對core文件大小的設(shè)置

2] 如果我們想要對由shell創(chuàng)建的文件大小作些限制,如:

#ll h
-rw-r--r-- 1 lee lee 150062 7月 22 02:39 h

#ulimit -f 100 #設(shè)置創(chuàng)建文件的最大塊(一塊=512字節(jié))
#cat h>newh
File size limit exceeded

#ll newh
-rw-r--r-- 1 lee lee 51200 11月 8 11:47 newh
文件h的大小是150062字節(jié),而我們設(shè)定的創(chuàng)建文件的大小是512字節(jié)x100塊=51200字節(jié)，當然系統(tǒng)就會根據(jù)你的設(shè)置生成了51200字節(jié)的newh文件.

3] 可以像實例1]一樣,把你要設(shè)置的ulimit放在/etc/profile這個環(huán)境文件中.
用途：設(shè)置或報告用戶資源極限。
語法：ulimit [ -H ] [ -S ] [ -a ] [ -c ] [ -d ] [ -f ] [ -m ] [ -n ] [ -s ] [ -t ] [ Limit ]
描述：ulimit 命令設(shè)置或報告用戶進程資源極限，如 /etc/security/limits 文件所定義。文件包含以下缺省值極限：
fsize = 2097151
core = 2097151
cpu = -1
data = 262144
rss = 65536
stack = 65536
nofiles = 2000

當新用戶添加到系統(tǒng)中時，這些值被作為缺省值使用。當向系統(tǒng)中添加用戶時，以上值通過 mkuser 命令設(shè)置，或通過 chuser 命令更改。

極限分為軟性或硬性。通過 ulimit 命令，用戶可將軟極限更改到硬極限的最大設(shè)置值。要更改資源硬極限，必須擁有 root 用戶權(quán)限。

很多系統(tǒng)不包括以上一種或數(shù)種極限。 特定資源的極限在指定 Limit 參數(shù)時設(shè)定。Limit 參數(shù)的值可以是每個資源中指定單元中的數(shù)字，或者為值 unlimited。要將特定的 ulimit 設(shè)置為 unlimited，可使用詞 unlimited。

注：在 /etc/security/limits 文件中設(shè)置缺省極限就是設(shè)置了系統(tǒng)寬度極限， 而不僅僅是創(chuàng)建用戶時用戶所需的極限。

省略 Limit 參數(shù)時，將會打印出當前資源極限。除非用戶指定 -H 標志，否則打印出軟極限。當用戶指定一個以上資源時，極限名稱和單元在值之前打印。如果未給予選項，則假定帶有了 -f 標志。

由于 ulimit 命令影響當前 shell 環(huán)境，所以它將作為 shell 常規(guī)內(nèi)置命令提供。如果在獨立的命令執(zhí)行環(huán)境中調(diào)用該命令，則不影響調(diào)用者環(huán)境的文件大小極限。以下示例中正是這種情況：

nohup ulimit -f 10000

env ulimit 10000

一旦通過進程減少了硬極限，若無 root 特權(quán)則無法增加，即使返回到原值也不可能。

關(guān)于用戶和系統(tǒng)資源極限的更多信息，請參見 AIX 5L Version 5.3 Technical Reference: BaseOperating System and Extensions Volume 1 中的 getrlimit、setrlimit 或vlimit 子例程。

標志

-a 列出所有當前資源極限。

-c 以 512 字節(jié)塊為單位，指定核心轉(zhuǎn)儲的大小。

-d 以 K 字節(jié)為單位指定數(shù)據(jù)區(qū)域的大小。

-f 使用 Limit 參數(shù)時設(shè)定文件大小極限（以塊計），或者在未指定參數(shù)時報告文件大小極限。缺省值為 -f 標志。

-H 指定設(shè)置某個給定資源的硬極限。如果用戶擁有 root 用戶權(quán)限，可以增大硬極限。任何用戶均可減少硬極限。

-m 以 K 字節(jié)為單位指定物理存儲器的大小。

-n 指定一個進程可以擁有的文件描述符的數(shù)量的極限。

-s 以 K 字節(jié)為單位指定堆棧的大小。

-S 指定為給定的資源設(shè)置軟極限。軟極限可增大到硬極限的值。如果 -H 和 -S 標志均未指定，極限適用于以上二者。

-t 指定每個進程所使用的秒數(shù) 。

退出狀態(tài)

返回以下退出值：

0 成功完成。