linux c内存溢出的core dump bug怎么跟

浅析Linux下core文件

当我们的程序崩溃时，内核有可能把该程序当前内存映射到core文件里，方便程序员找到程序出现问题的地方。最常出 现的，几乎所有C程序员都出现过的错误就是“段错误”了。也是最难查出问题原因的一个错误。下面我们就针对“段错误”来分析core文件的产生、以及我们 如何利用core文件找到出现崩溃的地方。

何谓core文件

当一个程序崩溃时，在进程当前工作目录的core文件中复制了该进程的存储图像。core文件仅仅是一个内存映象(同时加上调试信息)，主要是用来调试的。

当程序接收到以下UNIX信号会产生core文件：

名字

说明

ANSI C POSIX.1

SVR4 4.3+BSD

缺省动作

SIGABRT

异常终止(abort)

. .

. .

终止w/core

SIGBUS

硬件故障

.

. .

终止w/core

SIGEMT

硬件故障

. .

终止w/core

SIGFPE

算术异常

. .

. .

终止w/core

SIGILL

非法硬件指令

. .

. .

终止w/core

SIGIOT

硬件故障

. .

终止w/core

SIGQUIT

终端退出符

.

. .

终止w/core

SIGSEGV

无效存储访问

. .

. .

终止w/core

SIGSYS

无效系统调用

. .

终止w/core

SIGTRAP

硬件故障

. .

终止w/core

SIGXCPU

超过CPU限制(setrlimit)

. .

终止w/core

SIGXFSZ

超过文件长度限制(setrlimit)

. .

终止w/core

在系统默认动作列，“终止w/core”表示在进程当前工作目录的core文件中复制了该进程的存储图像（该文件名为core，由此可以看出这种功能很久之前就是UNIX功能的一部分）。大多数UNIX调试程序都使用core文件以检查进程在终止时的状态。

core文件的产生不是POSIX.1所属部分,而是很多UNIX版本的实现特征。UNIX第6版没有检查条件 (a)和(b)，并且其源代码中包含如下说明：“如果你正在找寻保护信号，那么当设置-用户-ID命令执行时，将可能产生大量的这种信号”。4.3 + BSD产生名为core.prog的文件，其中prog是被执行的程序名的前1 6个字符。它对core文件给予了某种标识，所以是一种改进特征。

表中“硬件故障”对应于实现定义的硬件故障。这些名字中有很多取自UNIX早先在DP-11上的实现。请查看你所使用的系统的手册，以确切地确定这些信号对应于哪些错误类型。

下面比较详细地说明这些信号。

• SIGABRT 调用abort函数时产生此信号。进程异常终止。

• SIGBUS 指示一个实现定义的硬件故障。

• SIGEMT 指示一个实现定义的硬件故障。

EMT这一名字来自PDP-11的emulator trap 指令。

• SIGFPE 此信号表示一个算术运算异常，例如除以0，浮点溢出等。

• SIGILL 此信号指示进程已执行一条非法硬件指令。

4.3BSD由abort函数产生此信号。SIGABRT现在被用于此。

• SIGIOT 这指示一个实现定义的硬件故障。

IOT这个名字来自于PDP-11对于输入／输出TRAP(input/output TRAP)指令的缩写。系统V的早期版本，由abort函数产生此信号。SIGABRT现在被用于此。

• SIGQUIT 当用户在终端上按退出键（一般采用Ctrl-\）时，产生此信号，并送至前台进

程组中的所有进程。此信号不仅终止前台进程组（如SIGINT所做的那样），同时产生一个core文件。

• SIGSEGV 指示进程进行了一次无效的存储访问。

名字SEGV表示“段违例（segmentation violation）”。

• SIGSYS 指示一个无效的系统调用。由于某种未知原因，进程执行了一条系统调用指令，

但其指示系统调用类型的参数却是无效的。

• SIGTRAP 指示一个实现定义的硬件故障。

此信号名来自于PDP-11的TRAP指令。

• SIGXCPU SVR4和4.3+BSD支持资源限制的概念。如果进程超过了其软C P U时间限制，则产生此信号。

• SIGXFSZ 如果进程超过了其软文件长度限制，则SVR4和4.3+BSD产生此信号。

摘自《UNIX环境高级编程》第10章 信号。

使用core文件调试程序

看下面的例子：

/*core_dump_test.c*/

#include

const char *str = "test"

void core_test(){

str[1] = 'T'

}

int main(){

core_test()

return 0

}

编译：

gcc –g core_dump_test.c -o core_dump_test

如果需要调试程序的话，使用gcc编译时加上-g选项，这样调试core文件的时候比较容易找到错误的地方。

执行：

./core_dump_test

段错误

运行core_dump_test程序出现了“段错误”，但没有产生core文件。这是因为系统默认core文件的大小为0，所以没有创建。可以用ulimit命令查看和修改core文件的大小。

ulimit -c 0

ulimit -c 1000

ulimit -c 1000

-c 指定修改core文件的大小，1000指定了core文件大小。也可以对core文件的大小不做限制，如：

ulimit -c unlimited

ulimit -c unlimited

如果想让修改永久生效，则需要修改配置文件，如 .bash_profile、/etc/profile或/etc/security/limits.conf。

再次执行：

./core_dump_test

段错误 (core dumped)

ls core.*

core.6133

可以看到已经创建了一个core.6133的文件.6133是core_dump_test程序运行的进程ID。

调式core文件

core文件是个二进制文件，需要用相应的工具来分析程序崩溃时的内存映像。

file core.6133

core.6133: ELF 32-bit LSB core file Intel 80386, version 1 (SYSV), SVR4-style, from 'core_dump_test'

在Linux下可以用GDB来调试core文件。

gdb core_dump_test core.6133

GNU gdb Red Hat Linux (5.3post-0.20021129.18rh)

Copyright 2003 Free Software Foundation, Inc.

GDB is free software, covered by the GNU General Public License, and you are

welcome to change it and/or distribute copies of it under certain conditions.

Type "show copying" to see the conditions.

There is absolutely no warranty for GDB. Type "show warranty" for details.

This GDB was configured as "i386-redhat-linux-gnu"...

Core was generated by `./core_dump_test'.

Program terminated with signal 11, Segmentation fault.

Reading symbols from /lib/tls/libc.so.6...done.

Loaded symbols for /lib/tls/libc.so.6

Reading symbols from /lib/ld-linux.so.2...done.

Loaded symbols for /lib/ld-linux.so.2

#0 0x080482fd in core_test () at core_dump_test.c:7

7 str[1] = 'T'

(gdb) where

#0 0x080482fd in core_test () at core_dump_test.c:7

#1 0x08048317 in main () at core_dump_test.c:12

#2 0x42015574 in __libc_start_main () from /lib/tls/libc.so.6

GDB中键入where，就会看到程序崩溃时堆栈信息（当前函数之前的所有已调用函数的列表（包括当前函数），gdb只显示最近几个），我们很容易找到我们的程序在最后崩溃的时候调用了core_dump_test.c 第7行的代码，导致程序崩溃。注意：在编译程序的时候要加入选项-g。您也可以试试其他命令，　如　fram、list等。更详细的用法，请查阅GDB文档。

core文件创建在什么位置

在进程当前工作目录的下创建。通常与程序在相同的路径下。但如果程序中调用了chdir函数，则有可能改变了当前工 作目录。这时core文件创建在chdir指定的路径下。有好多程序崩溃了，我们却找不到core文件放在什么位置。和chdir函数就有关系。当然程序 崩溃了不一定都产生core文件。

什么时候不产生core文件

在下列条件下不产生core文件：

( a )进程是设置-用户-ID，而且当前用户并非程序文件的所有者；

( b )进程是设置-组-ID，而且当前用户并非该程序文件的组所有者；

( c )用户没有写当前工作目录的许可权；

( d )文件太大。core文件的许可权(假定该文件在此之前并不存在)通常是用户读/写，组读和其他读。

利用GDB调试core文件，当遇到程序崩溃时我们不再束手无策。

共享内存指在多处理器的计算机系统中，可以被不同中央处理器（CPU）访问的大容量内存。由于多个CPU需要快速访问存储器，这样就要对存储器进行缓存（Cache）。任何一个缓存的数据被更新后，由于其他处理器也可能要存取，共享内存就需要立即更新，否则不同的处理器可能用到不同的数据。共享内存 (shared memory)是 Unix下的多进程之间的通信方法 ,这种方法通常用于一个程序的多进程间通信，实际上多个程序间也可以通过共享内存来传递信息。

共享内存的创建

共享内存是存在于内核级别的一种资源，在shell中可以使用ipcs命令来查看当前系统IPC中的状态，在文件系统/proc目录下有对其描述的相应文件。函数shmget可以创建或打开一块共享内存区。函数原型如下： #include <sys/shm.h>int shmget( key_t key, size_t size, int flag )函数中参数key用来变换成一个标识符，而且每一个IPC对象与一个key相对应。当新建一个共享内存段时，size参数为要请求的内存长度（以字节为单位）。 注意：内核是以页为单位分配内存，当size参数的值不是系统内存页长的整数倍时，系统会分配给进程最小的可以满足size长的页数，但是最后一页的剩余部分内存是不可用的。 当打开一个内存段时，参数size的值为0。参数flag中的相应权限位初始化ipc_perm结构体中的mode域。同时参数flag是函数行为参数，它指定一些当函数遇到阻塞或其他情况时应做出的反应。shmid_ds结构初始化如表14-4所示。

编辑本段初始化

shmid_ds结构数据 初 值 shmid_ds结构数据 初 值

shm_lpid 0 shm_dtime 0

shm_nattach 0 shm_ctime 系统当前值

shm_atime 0 shm_segsz 参数 size

下面实例演示了使用shmget函数创建一块共享内存。程序中在调用shmget函数时指定key参数值为IPC_PRIVATE，这个参数的意义是创建一个新的共享内存区，当创建成功后使用shell命令ipcs来显示目前系统下共享内存的状态。命令参数-m为只显示共享内存的状态。 （1）在vi编辑器中编辑该程序如下： 程序清单14-8 create_shm.c 使用shmget函数创建共享内存 #include <sys/types.h>#include <sys/ipc.h>#include <sys/shm.h>#include <stdlib.h>#include <stdio.h>#define BUFSZ 4096 int main ( void ) printf ( "successfully created segment : %d \n", shm_id ) system( "ipcs -m")/*调用ipcs命令查看IPC*/ exit( 0 )} （2）在shell中编译该程序如下： $gcc create_shm.c–o create_shm （3）在shell中运行该程序如下： $./ create_shm successfully created segment : 2752516 ------ Shared Memory Segments -------- key shmid owner perms bytes nattch status 0x00000000 65536 root 600 393216 2 dest 0x00000000 2654209 root 666 4096 0 0x0056a4d5 2686978 root 600 488 1 0x0056a4d6 2719747 root 600 131072 1 0x00000000 2752516 root 666 4096 0 上述程序中使用shmget函数来创建一段共享内存，并在结束前调用了系统shell命令ipcs –m来查看当前系统IPC状态。

编辑本段共享内存的 *** 作

由于共享内存这一特殊的资源类型，使它不同于普通的文件，因此，系统需要为其提供专有的 *** 作函数，而这无疑增加了程序员开发的难度（需要记忆额外的专有函数）。使用函数shmctl可以对共享内存段进行多种 *** 作，其函数原型如下： #include <sys/shm.h>int shmctl( int shm_id, int cmd, struct shmid_ds *buf )函数中参数shm_id为所要 *** 作的共享内存段的标识符，struct shmid_ds型指针参数buf的作用与参数cmd的值相关，参数cmd指明了所要进行的 *** 作，其解释如表14-5所示。

编辑本段cmd参数详解

cmd的值 意 义

IPC_STAT 取shm_id所指向内存共享段的shmid_ds结构，对参数buf指向的结构赋值

IPC_SET 使用buf指向的结构对sh_mid段的相关结构赋值，只对以下几个域有作用，shm_perm. uid shm_perm.gid以及shm_perm.mode 注意此命令只有具备以下条件的进程才可以请求： 1．进程的用户ID等于shm_perm.cuid或者等于shm_perm.uid 2．超级用户特权进程

IPC_RMID 删除shm_id所指向的共享内存段，只有当shmid_ds结构的shm_nattch域为零时，才会真正执行删除命令，否则不会删除该段 注意此命令的请求规则与IPC_SET命令相同

SHM_LOCK 锁定共享内存段在内存，此命令只能由超级用户请求

SHM_UNLOCK 对共享内存段解锁，此命令只能由超级用户请求

使用函数shmat将一个存在的共享内存段连接到本进程空间，其函数原型如下： #include <sys/shm.h>void *shmat( int shm_id, const void *addr, int flag )函数中参数shm_id指定要引入的共享内存，参数addr与flag组合说明要引入的地址值，通常只有2种用法，addr为0，表明让内核来决定第1个可以引入的位置。addr非零，并且flag中指定SHM_RND，则此段引入到addr所指向的位置（此 *** 作不推荐使用，因为不会只对一种硬件上运行应用程序，为了程序的通用性推荐使用第1种方法），在flag参数中可以指定要引入的方式（读写方式指定）。 %说明：函数成功执行返回值为实际引入的地址，失败返回–1。shmat函数成功执行会将shm_id段的shmid_ds结构的shm_nattch计数器的值加1。 当对共享内存段 *** 作结束时，应调用shmdt函数，作用是将指定的共享内存段从当前进程空间中脱离出去。函数原型如下： #include <sys/shm.h>int shmdt( void *addr)参数addr是调用shmat函数的返回值，函数执行成功返回0，并将该共享内存的shmid_ds结构的shm_nattch计数器减1，失败返回–1。 下面实例演示了 *** 作共享内存段的流程。程序的开始部分先检测用户是否有输入，如出错则打印该命令的使用帮助。接下来从命令行读取将要引入的共享内存ID，使用shmat函数引入该共享内存，并在分离该内存之前睡眠3秒以方便查看系统IPC状态。 （1）在vi编辑器中编辑该程序如下： 程序清单14-9 opr_shm.c *** 作共享内存段 #include <sys/types.h>#include <sys/ipc.h>#include <sys/shm.h>#include <stdlib.h>#include <stdio.h>int main ( int argc, char *argv[] ) shm_id = atoi(argv[1])/*得到要引入的共享内存段*/ /*引入共享内存段，由内核选择要引入的位置*/ if ( (shm_buf = shmat( shm_id, 0, 0)) <(char *) 0 ) printf ( " segment attached at %p\n", shm_buf )/*输出导入的位置*/ system("ipcs -m")sleep(3)/* 休眠 */ if ( (shmdt(shm_buf)) <0 ) printf ( "segment detached \n" )system ( "ipcs -m " )/*再次查看系统IPC状态*/ exit ( 0 )} （2）在shell中编译该程序如下： $gcc opr_shm.c–o opr_shm （3）在shell中运行该程序如下： $./ opr_shm 2752516 segment attached at 0xb7f29000 ------ Shared Memory Segments -------- key shmid owner perms bytes nattch status 0x00000000 65536 root 600 393216 2 dest 0x00000000 2654209 root 666 4096 0 0x0056a4d5 2686978 root 600 488 1 0x0056a4d6 2719747 root 600 131072 1 0x00000000 2752516 root 666 4096 1 segment detached ------ Shared Memory Segments -------- key shmid owner perms bytes nattch status 0x00000000 65536 root 600 393216 2 dest 0x00000000 2654209 root 666 4096 0 0x0056a4d5 2686978 root 600 488 1 0x0056a4d6 2719747 root 600 131072 1 0x00000000 2752516 root 666 4096 0 上述程序中从命令行中读取所要引入的共享内存ID，并使用shmat函数引入该内存到当前的进程空间中。注意在使用shmat函数时，将参数addr的值设为0，所表达的意义是由内核来决定该共享内存在当前进程中的位置。由于在编程的过程中，很少会针对某一个特定的硬件或系统编程，所以由内核决定引入位置也就是shmat推荐的使用方式。在导入后使用shell命令ipcs –m来显示当前的系统IPC的状态，可以看出输出信息中nattch字段为该共享内存时的引用值，最后使用shmdt函数分离该共享内存并打印系统IPC的状态。

编辑本段共享内存使用注意事项

共享内存相比其他几种方式有着更方便的数据控制能力，数据在读写过程中会更透明。当成功导入一块共享内存后，它只是相当于一个字符串指针来指向一块内存，在当前进程下用户可以随意的访问。缺点是，数据写入进程或数据读出进程中，需要附加的数据结构控制，共享内存通信数据结构示意如图14-9所示。

编辑本段结构示意

%说明：图中两个进程同时遵循一定的规则来读写该内存。同时，在多进程同步或互斥上也需要附加的代码来辅助共享内存机制。 在共享内存段中都是以字符串的默认结束符为一条信息的结尾。每个进程在读写时都遵守这个规则，就不会破坏数据的完整性。

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