緣起

調試，是開發流程中一個非常重要的環節。每個程序員都應，具備調試代碼的能力，尤其對于從事 Linux 下的開發的讀者。

從事 linux 下后臺開發，有時候會遇到程序突然崩潰的情況，也沒有任何日志，這會讓你不知所措。

今天給大家介紹一個 core 文件，用這個文件，我們可以找出對應出錯的代碼行，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。先學完這篇，我們再去欣賞風景。

什么是core dump

對于程序，由于各種異常或者 bug，導致在運行過程中，并且在滿足一定條件下，產生一個叫做 core 的文件。

通常情況下，core 文件會包含了，程序運行時的內存，寄存器狀態，堆棧指針，內存管理信息還有各種函數調用堆棧信息等。

許多程序出錯的時候，會產生一個 core 文件。通過工具分析這個文件，我們可以定位到，程序異常退出的時候對應的堆棧調用等信息。

打開 core dump 開關：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誤，執行會產生 core dump。但是在大型項目中，用肉眼就很難看了。下面說明一下 linux 下調試 core dump 方法。

dmesg+addr2line調試

先介紹 2 個 linux 命令：

dmesg ，一種程序，用于檢測和控制內核緩沖。程序用來幫助用戶，了解系統的啟動信息，可以獲得出錯堆棧地址。

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

在調用 addr2line 工具時，要使用 -e 選項來指定可執行映像，使用 -f 選項可以告訴工具輸出函數名。

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找到對應出錯的地址，再用 addr2line -e 將地址解析到對應的代碼行。

gdb調試

gdb 想必大家都有聽說，Linux 下面一款常用的的調試工具。

gdb 編譯器通常以 gdb 命令的形式在終端中使用，下面學習下常用調試選項。

bt ：查看堆棧信息

i locals ：查看當前程序棧的局部變量

i args ：查看當前程序棧的參數

i catch ：查看當前程序中棧幀的異常處理器

p a ：打印變量的值

i register ：查看當前寄存器的值

r ：從運行程序至第一個斷點，沒有斷點則一直運行完

quit ：退出

gdb調試過程中，輸入 r ，bt。r 是運行 a.out 文件，bt查看堆棧情況。

我們不需要執行 gdb a.out，這樣就相當于重新運行了 a.out 文件。然而在實際開發中，有很多問題都是概率發生的，所以此方法不太實用。

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)   

直接執行 gdb a.out core.1989，不用 r 命令避免程序重復執行。使用 bt 命令，可以看到程序出錯代碼行。

strace+addr2line調試

strace 是一個集診斷、調試、統計與一體的工具，我們可以使用strace，對應用的系統調用和信號傳遞的跟蹤結果，來對應用進行分析，以達到解決問題，或者是了解應用工作過程的目的。

strace 的簡單的用法就是，執行一個指定的命令，在指定的命令結束之后，它也就退出了。

在命令執行的過程中，strace 會記錄和解析命令進程的所有系統調用，以及這個進程所接收到的，所有的信號值。

-c ，統計每一系統調用的所執行的時間,次數和出錯的次數等

-p ，指定進程pid

-i  ，輸出系統調用的入口指針

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 調試技巧很重要，平時用到的也會很多，掌握好這些很關鍵。通過這篇文章，希望讀者能對 core dump 調試有大致了解。