Linux下關(guān)于coredump的定位方法說(shuō)明

更新時(shí)間：2023年09月04日 08:52:53 作者：凌肖戰(zhàn)

這篇文章主要介紹了Linux下關(guān)于coredump的定位方法說(shuō)明,具有很好的參考價(jià)值,希望對(duì)大家有所幫助,如有錯(cuò)誤或未考慮完全的地方,望不吝賜教

一. Linux 下 cordump 機(jī)制

Linux 系統(tǒng)下存在一種 coredump 機(jī)制。

當(dāng)程序運(yùn)行過(guò)程中異常終止或崩潰，Linux 操作系統(tǒng)會(huì)將程序當(dāng)時(shí)的堆棧等內(nèi)存狀態(tài)信息記錄下來(lái)，會(huì)在指定文件下生成一個(gè) coredump 相關(guān)的 Log 文件。

軟件開發(fā)人員可以通過(guò)對(duì) coredump文件進(jìn)行分析，即可定位到導(dǎo)致程序運(yùn)行崩潰的 bug。

當(dāng)程序訪問的內(nèi)存超過(guò)了系統(tǒng)給定的內(nèi)存空間，就會(huì)產(chǎn)生 Segmentation fault（core dumped），所以：

一般產(chǎn)生段錯(cuò)誤的原因有如下：

1. 訪問了不存在的內(nèi)存地址。
2. 訪問了系統(tǒng)保護(hù)的內(nèi)存地址。
3. 數(shù)組或堆空間訪問越界，等等一系列內(nèi)存非法訪問操作。

二. coredump 文件定位方法

根據(jù)上一篇配置 coredump 機(jī)制的方法，成功配置好之后。

就可以運(yùn)行代碼，當(dāng)程序運(yùn)行中崩潰時(shí)即可產(chǎn)生相應(yīng)的 coredump 文件。

操作如下：

1. 首先，開啟 coredump 功能。設(shè)置成功后，可以通過(guò) ulimit -c 命令驗(yàn)證。
2. 其次，關(guān)閉 ubuntu 系統(tǒng)下 apport.service 服務(wù)程序。
3. 其次，編譯代碼。編譯時(shí)必須加 -g 編譯選項(xiàng)（帶調(diào)試信息的編譯選項(xiàng)）。
4. 最后，運(yùn)行程序。當(dāng)程序運(yùn)行時(shí)出現(xiàn) 核心轉(zhuǎn)儲(chǔ)等提示錯(cuò)誤時(shí)，即可生成 coredump 文件。

這里為了方便起見，不更改 coredump 文件的生成路徑，即生成的 coredump 文件會(huì)與可執(zhí)行程序在同一目錄下，文件默認(rèn)叫 core 的文件。

下面以一段測(cè)試代碼說(shuō)明一下，Linux 環(huán)境下使用 gdb 調(diào)試器對(duì) coredump 文件進(jìn)行分析調(diào)試。

代碼如下：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
int fun()
{
    printf("---fun()\n");
    char buffer[3] = {0}; 
    memcpy(buffer, "Hello", 6);  
    printf("---buffer: %s\n", buffer);  
    return 0;
}
int main()
{
    printf("---main()---\n");   
    int pid = 0;
    pid = getpid();
    printf("pid %d\n", pid);
    fun(); 
    printf("---End main\n");
    return 0;
}

1. 編譯運(yùn)行

操作如下：

編譯代碼。輸入 gcc -g main.c -o main.out 命令

運(yùn)行程序。輸入 ./main.out 命令。

如下所示：

wangtian@wangtian-virtual-machine:~/Code_Learns/C_Learns/debug/debug2$ ./main.out 
---main()---
pid 3814
---fun()
---buffer: Hello
*** stack smashing detected ***: terminated
已放棄 (核心已轉(zhuǎn)儲(chǔ))

當(dāng)程序出現(xiàn)段錯(cuò)誤時(shí)崩潰時(shí)，可查看程序當(dāng)前目錄下是否生成 coredump 相關(guān)文件。

如下所示：

wangtian@wangtian-virtual-machine:~/Code_Learns/C_Learns/debug/debug2$ ls -l
總用量 180
-rw------- 1 wangtian wangtian 393216 12月 13 16:55 core
drwxrwxr-x 2 wangtian wangtian   4096 11月 25 22:24 debug
-rw-rw-r-- 1 wangtian wangtian     90 10月 28 13:32 debug.c
-rw-rw-r-- 1 wangtian wangtian     81 10月 20 18:12 debug.h
-rw-rw-r-- 1 wangtian wangtian   5688 12月 13 16:55 debug.o
-rw-rw-r-- 1 wangtian wangtian    356 12月 13 16:55 main.c
-rw-rw-r-- 1 wangtian wangtian   7144 12月 13 16:55 main.o
-rwxrwxr-x 1 wangtian wangtian  21144 12月 13 16:55 main.out

2. gdb 調(diào)試 coredump 文件

查看 coredump 文件。

輸入 objdump -t core 命令：

wangtian@wangtian-virtual-machine:~/Code_Learns/C_Learns/debug/debug2$  objdump -t core
core：     文件格式 elf64-x86-64
SYMBOL TABLE:
無(wú)符號(hào)

可以看到，coredump 文件是不帶符號(hào)表的。

所以調(diào)試時(shí)，需要同時(shí)加上可執(zhí)行程序文件。

輸入命令 gdb main.out core 進(jìn)行調(diào)試，如下所示：

wangtian@wangtian-virtual-machine:~/Code_Learns/C_Learns/debug/debug2$ gdb main.out core
For help, type "help".
Type "apropos word" to search for commands related to "word"...
Reading symbols from main.out...
[New LWP 4272]
Core was generated by `./main.out'.
Program terminated with signal SIGABRT, Aborted.
#0  __GI_raise (sig=sig@entry=6) at ../sysdeps/unix/sysv/linux/raise.c:50
50	../sysdeps/unix/sysv/linux/raise.c: 沒有那個(gè)文件或目錄.

可以看到，程序收到 signal SIGABRT 后崩潰了。

輸入 bt (backtrace 縮寫) 命令，可以查看下程序崩潰時(shí)的堆棧信息，

如下所示：

(gdb) bt
#0  __GI_raise (sig=sig@entry=6) at ../sysdeps/unix/sysv/linux/raise.c:50
#1  0x00007ff8d6f5c859 in __GI_abort () at abort.c:79
#2  0x00007ff8d6fc729e in __libc_message (action=action@entry=do_abort, 
    fmt=fmt@entry=0x7ff8d70f108f "*** %s ***: terminated\n")
    at ../sysdeps/posix/libc_fatal.c:155
#3  0x00007ff8d7069aea in __GI___fortify_fail (
    msg=msg@entry=0x7ff8d70f1077 "stack smashing detected") at fortify_fail.c:26
#4  0x00007ff8d7069ab6 in __stack_chk_fail () at stack_chk_fail.c:24
#5  0x000056183642c243 in fun () at main.c:12
#6  0x000056183642c28c in main () at main.c:20

以上的堆棧信息，顯示 __stack_chk_fail () 錯(cuò)誤?？梢钥吹秸{(diào)用 fun() 函數(shù)過(guò)程中發(fā)生了棧問題。

__stack_chk_fail () 打印信息說(shuō)明發(fā)生了緩沖區(qū)溢出，即數(shù)組越界問題。

從這段棧信息中并不能直觀的定位到出現(xiàn)問題的地方，因?yàn)槌霈F(xiàn)問題的地方是之前的數(shù)組越界，但是這里的棧信息已經(jīng)執(zhí)行到主函數(shù) main中, 特別是在大項(xiàng)目中更是無(wú)法準(zhǔn)確的定位出錯(cuò)的地方。

越界寫壞內(nèi)存，什么時(shí)候會(huì) crash 取決于我們寫壞的內(nèi)存什么時(shí)候被用到，有時(shí)候會(huì)離犯罪現(xiàn)場(chǎng)特別遠(yuǎn)。所以，導(dǎo)致定位這樣情況的崩潰問題比較麻煩。

在發(fā)生__stack_chk_fail () 錯(cuò)誤的附近函數(shù) fun() 中第11 行打斷點(diǎn)，如下所示：

(gdb) b main.c:11
Breakpoint 1 at 0x56183642c22a: file main.c, line 11.
(gdb) info b
Num     Type           Disp Enb Address            What
1       breakpoint     keep y   0x000056183642c22a in fun at main.c:11
(gdb) r
Starting program: /home/wangtian/Code_Learns/C_Learns/debug/debug2/main.out 
---main()---
pid 3868
---fun()
---buffer: Hello
Breakpoint 1, fun () at main.c:11
11	    return 0;
(gdb) n
12	}
(gdb) 
*** stack smashing detected ***: terminated
Program received signal SIGABRT, Aborted.
__GI_raise (sig=sig@entry=6) at ../sysdeps/unix/sysv/linux/raise.c:50
50	../sysdeps/unix/sysv/linux/raise.c: 沒有那個(gè)文件或目錄.
(gdb)

初步可以定位到，是在函數(shù) fun() 內(nèi)部發(fā)生了數(shù)組越界問題。目前還不能定位到具體某一行。

canary 棧溢出保護(hù)機(jī)制的具體原理：

gcc 編譯器默認(rèn)開啟了 canary 棧保護(hù)機(jī)制。
canray 棧保護(hù)機(jī)制是專門針對(duì)棧溢出攻擊涉及的一中保護(hù)機(jī)制。
由于棧溢出攻擊的主要目標(biāo)是通過(guò)溢出覆蓋函數(shù)棧高位的返回地址，因此，其思路是在函數(shù)開始執(zhí)行前，即返回地址前寫入一個(gè)字長(zhǎng)的隨機(jī)數(shù)據(jù)（canary），在函數(shù)返回前校驗(yàn)該值是否被改變，如果改變則認(rèn)為是棧溢出，程序直接終止，以此來(lái)防止信息泄露。

總結(jié)

以上一系列的操作，說(shuō)明通過(guò) gdb 對(duì) 數(shù)據(jù)越界問題的調(diào)試定位，這種方法不是太好用。

原因：越界寫壞內(nèi)存，什么時(shí)候會(huì) crash 取決于我們寫壞的內(nèi)存什么時(shí)候被用到，有時(shí)候會(huì)離犯罪現(xiàn)場(chǎng)特別遠(yuǎn)。所以，導(dǎo)致定位這樣情況的崩潰問題比較麻煩。后續(xù)文章再針對(duì)數(shù)組越界問題定位方法進(jìn)行新的總結(jié)。

好了，以上為個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，希望能給大家一個(gè)參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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