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C语言段错误调试神器(core dump)

混说Linux 2022-11-19

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core dump 可以理解为当程序崩溃时,自动将内存信息保存到文件中。这里的 core 就是 memory,dump 就是将内存数据保存到磁盘的过程。


core dump 的一个常见原因是段错误(segmentation fault),这是由尝试访问非法内存位置引起的。这可能包括释放后使用、缓冲区溢出和写入空指针。


在bug很难复现的情况下,core dump 非常有用,它可以让你检查可能发生的情况。GDB 可用于读取 core dump 文件并分析程序崩溃原因。

 

core dump 设置 

要想让自己的程序在崩溃时自动生成 core dump 文件,需要进行一些设置。


以 ubuntu 系统为例,Linux 提供了一个名为 ulimit 的程序来设置 core 文件大小和其他参数。

$ ulimit -a
core file size          (blocks, -c) 0
data seg size           (kbytes, -d) unlimited
scheduling priority             (-e) 0
file size               (blocks, -f) unlimited
pending signals                 (-i) 7823
max locked memory       (kbytes, -l) 64
max memory size         (kbytes, -m) unlimited
open files                      (-n) 1024
pipe size            (512 bytes, -p) 8
POSIX message queues     (bytes, -q) 819200
real-time priority              (-r) 0
stack size              (kbytes, -s) 8192
cpu time               (seconds, -t) unlimited
max user processes              (-u) 7823
virtual memory          (kbytes, -v) unlimited
file locks                      (-x) unlimited
上面第一项  core file size  为 0, 表示 core 文件数量最多为 0,使用如下命令将 core 文件数量设置为无限制:
ulimit -c unlimited
然后使用  ulimit -c  命令,可以看到设置成功:
$ ulimit -c
unlimited

 

生成 core dump 并调试 

编译代码命令:
$ gcc -ggdb -o0 <any other flags> -o file_name file_name.c
编译的时候需要加 -ggdb -o0 打开调试模式,否则打印栈帧时只能看到被调用函数的地址,而不是具体函数名和行号。


运行程序:

$ ./<file_name>
Segmentation fault (core dumped)
程序崩溃并提示 Segmentation fault,表示因为程序访问了不允许访问的内存地址,(core dumped) 表示在当前目录生成了一个文件 core,用来保存出错信息,这是一个二进制文件,需要使用 gdb 辅助分析文件内容。


使用 GDB 进行定位出错位置:

$ gdb <binary-file> <core-dump-file>
通过这条命令,就可以找到引起段错误的具体行号。


GDB 有助于在程序崩溃时检查栈帧以及变量和寄存器的状态。在这种情况下,诸如 file、where、up、down、print、info locals、info args、info registers 和 list 等命令会很有帮助。


需要记住的是,在调试 core dump 时,程序实际上并没有运行,因此与程序执行相关的命令(例如 step、next 和 continue)不可用。

 

实例演示 

比如引起段错误的代码如下:
// core_dump.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(void)
{
    char *ptr;
    *ptr = 'x';

    return 0;
}

编译运行一气呵成:

$ gcc -ggdb -o0 core_dump.c -o core_dump

$ ./core_dump
Segmentation fault (core dumped)

$ ls
core core_dump core_dump.c

这时会生成一个  core  文件:

# Load program binary and core file 
$ gdb core_dump core

可以看到 GDB 定位到第8八行是引起段错误的原因。


在 gdb 中,可以使用以下命令查看 backtrace(崩溃时的函数调用栈):

bt
# or (exact same command)
where

# OR (for even more details, such as seeing all arguments to the functions--
# thanks to Peter Cordes in the comments below)
bt full

# For gdb help and details, see:
help bt
# or
help where

原文: https://www.zhihu.com/collection/724500595





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