緣起

調(diào)試，是開發(fā)流程中一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。每個(gè)程序員都應(yīng)，具備調(diào)試代碼的能力，尤其對(duì)于從事 Linux 下的開發(fā)的讀者。

從事 linux 下后臺(tái)開發(fā)，有時(shí)候會(huì)遇到程序突然崩潰的情況，也沒有任何日志，這會(huì)讓你不知所措。

今天給大家介紹一個(gè) core 文件，用這個(gè)文件，我們可以找出對(duì)應(yīng)出錯(cuò)的代碼行，感覺是不是很神奇。

透著樹蔭看著朦朧的太陽，曬著日光浴，感覺還不錯(cuò)。先學(xué)完這篇，我們?cè)偃バ蕾p風(fēng)景。

什么是core dump

對(duì)于程序，由于各種異常或者 bug，導(dǎo)致在運(yùn)行過程中，并且在滿足一定條件下，產(chǎn)生一個(gè)叫做 core 的文件。

通常情況下，core 文件會(huì)包含了，程序運(yùn)行時(shí)的內(nèi)存，寄存器狀態(tài)，堆棧指針，內(nèi)存管理信息還有各種函數(shù)調(diào)用堆棧信息等。

許多程序出錯(cuò)的時(shí)候，會(huì)產(chǎn)生一個(gè) core 文件。通過工具分析這個(gè)文件，我們可以定位到，程序異常退出的時(shí)候?qū)?yīng)的堆棧調(diào)用等信息。

打開 core dump 開關(guān)：ulimit -c unlimited

看一段有問題的代碼： 

#include<stdio.h>   
int main()  
{  
       int *p=NULL;  
       *p=0;   
       printf("bad\n");  
       return 0;  
} 

linux下編譯和執(zhí)行： 

[root@VM-16-9-centos c++]# g++ -g main.cpp   
[root@VM-16-9-centos c++]# ./a.out   
Segmentation fault (core dumped)  
[root@VM-16-9-centos c++]# ls  
a.out  core.1989  main.cpp 

上述代碼一看就有錯(cuò)誤，執(zhí)行會(huì)產(chǎn)生 core dump。但是在大型項(xiàng)目中，用肉眼就很難看了。下面說明一下 linux 下調(diào)試 core dump 方法。

dmesg+addr2line調(diào)試

先介紹 2 個(gè) linux 命令：

dmesg ，一種程序，用于檢測(cè)和控制內(nèi)核緩沖。程序用來幫助用戶，了解系統(tǒng)的啟動(dòng)信息，可以獲得出錯(cuò)堆棧地址。

addr2line ，可以將指令的地址和可執(zhí)行映像轉(zhuǎn)換成文件名，函數(shù)名或源代碼的工具。這種功能將跟蹤地址轉(zhuǎn)換成更有意義的內(nèi)容來說很有用。

在調(diào)用 addr2line 工具時(shí)，要使用 -e 選項(xiàng)來指定可執(zhí)行映像，使用 -f 選項(xiàng)可以告訴工具輸出函數(shù)名。

linux下操作過程： 

[root@VM-16-9-centos c++]# dmesg | grep a.out   
[  212.330289] a.out[1946]: segfault at 0 ip 0000000000400571 sp 00007ffdf0aafbb0 error 6 in a.out[400000+1000]  
[  227.437065] a.out[1989]: segfault at 0 ip 0000000000400571 sp 00007ffcfd01c8c0 error 6 in a.out[400000+1000]  
[root@VM-16-9-centos c++]#   
[root@VM-16-9-centos c++]# addr2line -e a.out 0000000000400571  
/root/c++/main.cpp:6 

先通過dmesg找到對(duì)應(yīng)出錯(cuò)的地址，再用 addr2line -e 將地址解析到對(duì)應(yīng)的代碼行。

gdb調(diào)試

gdb 想必大家都有聽說，Linux 下面一款常用的的調(diào)試工具。

gdb 編譯器通常以 gdb 命令的形式在終端中使用，下面學(xué)習(xí)下常用調(diào)試選項(xiàng)。

bt ：查看堆棧信息

i locals ：查看當(dāng)前程序棧的局部變量

i args ：查看當(dāng)前程序棧的參數(shù)

i catch ：查看當(dāng)前程序中棧幀的異常處理器

p a ：打印變量的值

i register ：查看當(dāng)前寄存器的值

r ：從運(yùn)行程序至第一個(gè)斷點(diǎn)，沒有斷點(diǎn)則一直運(yùn)行完

quit ：退出

gdb調(diào)試過程中，輸入 r ，bt。r 是運(yùn)行 a.out 文件，bt查看堆棧情況。

我們不需要執(zhí)行 gdb a.out，這樣就相當(dāng)于重新運(yùn)行了 a.out 文件。然而在實(shí)際開發(fā)中，有很多問題都是概率發(fā)生的，所以此方法不太實(shí)用。

linux下操作過程(省略部分 gdb 介紹信息)： 

[root@VM-16-9-centos c++]# gdb a.out core.1989   
Reading symbols from /root/c++/a.out...done.  
[New LWP 1989]  
bCore was generated by `./a.out'.  
Program terminated with signal 11, Segmentation fault.  
#0  0x0000000000400571 in main () at main.cpp:6  
6        *p=0;  
Missing separate debuginfos, use: debuginfo-install glibc-2.17-307.el7.1.x86_64 libgcc-4.8.5-44.el7.x86_64 libstdc++-4.8.5-44.el7.x86_64  
(gdb) bt  
#0  0x0000000000400571 in main () at main.cpp:6  
(gdb)   

直接執(zhí)行 gdb a.out core.1989，不用 r 命令避免程序重復(fù)執(zhí)行。使用 bt 命令，可以看到程序出錯(cuò)代碼行。

strace+addr2line調(diào)試

strace 是一個(gè)集診斷、調(diào)試、統(tǒng)計(jì)與一體的工具，我們可以使用strace，對(duì)應(yīng)用的系統(tǒng)調(diào)用和信號(hào)傳遞的跟蹤結(jié)果，來對(duì)應(yīng)用進(jìn)行分析，以達(dá)到解決問題，或者是了解應(yīng)用工作過程的目的。

strace 的簡(jiǎn)單的用法就是，執(zhí)行一個(gè)指定的命令，在指定的命令結(jié)束之后，它也就退出了。

在命令執(zhí)行的過程中，strace 會(huì)記錄和解析命令進(jìn)程的所有系統(tǒng)調(diào)用，以及這個(gè)進(jìn)程所接收到的，所有的信號(hào)值。

-c ，統(tǒng)計(jì)每一系統(tǒng)調(diào)用的所執(zhí)行的時(shí)間,次數(shù)和出錯(cuò)的次數(shù)等

-p ，指定進(jìn)程pid

-i  ，輸出系統(tǒng)調(diào)用的入口指針

linux 下操作過程(省略部分加載信息)： 

[root@VM-16-9-centos c++]# strace -i ./a.out   
[00007f79d3573847] munmap(0x7f79d3772000, 31038) = 0  
[0000000000400571] --- SIGSEGV {si_signo=SIGSEGV, si_code=SEGV_MAPERR, si_addr=NULL} ---  
[????????????????] +++ killed by SIGSEGV (core dumped) +++  
Segmentation fault  
[root@VM-16-9-centos c++]# addr2line -e a.out 0000000000400571  
/root/c++/main.cpp:6 

絮叨

linux 調(diào)試技巧很重要，平時(shí)用到的也會(huì)很多，掌握好這些很關(guān)鍵。通過這篇文章，希望讀者能對(duì) core dump 調(diào)試有大致了解。