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还东国的博客

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(转载)Linux的Core调试方法之四linux/unix 段错误捕获【续】  

2015-10-29 14:15:45|  分类: LINUX编程 |  标签: |举报 |字号 订阅

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LinuxCore调试方法之四linux/unix 段错误捕获【续】

本文为“在C/C++中捕获段错误,打印出错的具体位置”的续篇,进一步解决涉及动态链接库的情况。

 

背景知识:

·linux/unix下动态链接库的基本原理

·/proc/pid/maps文件的基本格式

·动态链接库:在进程执行过程中动态加载,进程间可以共享代码,可用在发布升级包等场合

 

概述:

    用户自己编写的代码均编译进了可执行文件里的时候,“在C/C++中捕获段错误,打印出错的具体位置”里给出了在发生段错误(或其他错误,读者可以修改附件里面的头文件,增加捕获的错误类型)的情况下,输出代码执行路径的方法。本文在此基础上,分析了当用户编写的部分代码不在可执行文件中时,如何获取代码执行路径。

    为简洁起见,后文用“原方法”指代前一文章内的分析方法。

 

正文:

先给出本文示例代码( segvCatch_ext.rar

命令行下执行的命令行次序如下:

[root@redhat tcpBreak]# g++ -fPIC -shared -g -o libtest.so lib.cpp

[root@redhat tcpBreak]# g++ -g test.cpp ./libtest.so

[root@redhat tcpBreak]# ./a.out

[root@redhat tcpBreak]# addr2line...(省略)

 

一、出错代码在动态链接库内时,原方法的输出

 

    有些情况下,我们会采用动态链接库,如果出错代码行恰巧在动态链接库内,原方法仍可得到出错时的地址。例如:

signal[8] catched when running code at 8048ab3

signal[8] catched when running code at 4001771b

signal[8] catched when running code at 400176fd

    此例中,调用addr2line小工具的输出为

[root@redhat tcpBreak]# addr2line 8048ab3 4001771b 400176fd -s -C -f -e a.out

main

test.cpp:15

??

??:0

??

??:0

    显然,后面两个地址翻译不出来了,因为其实出错代码根本不在可执行文件 a.out 内,而是位于一个动态链接库内。

 

二、动态链接库的偏移地址

 

     动态链接库无非就是编译后的代码,里面有一些基本的段、符号信息。如果出错代码行在动态链接库内,那必然可以从动态链接库内找到出错时的代码行号。

     好吧,那就让我们试一下:

[root@redhat tcpBreak]# addr2line 4001771b 400176fd -s -C -f -e libtest.so

??

??:0

??

??:0

    还是翻译不出来。当然出不来了,因为进程挂掉时输出的地址,和动态链接库文件内的静态偏移地址根本就不是一回事。所以我们需要知道出错时,所输出的代码地址与动态链接库偏移地址之间的关系。

    事实上,每一个进程都对应了一个 /proc/pid 目录,下面记载了诸多与该进程相关的信息,其中有一个maps文件,里面记录了各个动态链接库的加载地址。我们只需要根据所得到的出错地址,以及这个maps文件,就可以得出具体是哪一个库,相应的偏移地址是多少。本文用例产生的输出为:

-------------------------- 进程挂掉时的MAPS文件 --------------------------

08048000-08049000 r-xp 00000000 00:09 17256 /mnt/hgfs/share/net/tcpBreak/a.out

08049000-0804a000 rw-p 00001000 00:09 17256 /mnt/hgfs/share/net/tcpBreak/a.out

0804a000-0804b000 rwxp 00000000 00:00 0

40000000-40015000 r-xp 00000000 08:02 271023 /lib/ld-2.3.2.so

40015000-40016000 rw-p 00014000 08:02 271023 /lib/ld-2.3.2.so

40016000-40017000 rw-p 00000000 00:00 0

40017000-40018000 r-xp 00000000 00:09 17255 /mnt/hgfs/share/net/tcpBreak/libtest.so

40018000-40019000 rw-p 00000000 00:09 17255 /mnt/hgfs/share/net/tcpBreak/libtest.so

40019000-4001b000 rw-p 00000000 00:00 0

40026000-400cf000 r-xp 00000000 08:02 350892 /usr/lib/libstdc++.so.5.0.3

400cf000-400d4000 rw-p 000a9000 08:02 350892 /usr/lib/libstdc++.so.5.0.3

400d4000-400d9000 rw-p 00000000 00:00 0

400d9000-400fa000 r-xp 00000000 08:02 286922 /lib/tls/libm-2.3.2.so

400fa000-400fb000 rw-p 00020000 08:02 286922 /lib/tls/libm-2.3.2.so

400fb000-40102000 r-xp 00000000 08:02 271272 /lib/libgcc_s-3.2.2-20030225.so.1

40102000-40103000 rw-p 00007000 08:02 271272 /lib/libgcc_s-3.2.2-20030225.so.1

40103000-40104000 rw-p 00000000 00:00 0

42000000-4212e000 r-xp 00000000 08:02 286920 /lib/tls/libc-2.3.2.so

4212e000-42131000 rw-p 0012e000 08:02 286920 /lib/tls/libc-2.3.2.so

42131000-42133000 rw-p 00000000 00:00 0

bfffd000-c0000000 rwxp ffffe000 00:00 0

-------------------------------------------------------------------------

--------------------------- 进程挂掉时的栈帧 --------------------------

signal[8] catched when running code at 8048ab3

signal[8] catched when running code at 4001771b

signal[8] catched when running code at 400176fd

-------------------------------------------------------------------------

    显然 4001771b 400176fd 对应的库是 libtest.so,偏移地址分别为 71b 6fd

 

三、临门一脚

 

    知道了对应的动态链接库和偏移地址后,我们进一步用 addr2line 将这个偏移地址翻译一下就可以了。

[root@redhat tcpBreak]# addr2line 71b 6fd -s -C -f -e libtest.so

a()

lib.cpp:14

b()

lib.cpp:10

    至此,大功告成。

 

四、简而言之

 

    不管是否有用到动态链接库,我们将原方法得到的输出,结合进程挂掉时maps文件的内容,就可以得到代码出错时的执行路径。根据代码所在部分,指定相应的文件给 addr2line -e 参数即可。对于上面那个例子:

[root@redhat tcpBreak]# addr2line 8048ab3 -s -C -f -e a.out

main

test.cpp:15

[root@redhat tcpBreak]# addr2line 71b 6fd -s -C -f -e libtest.so

a()

lib.cpp:14

b()

lib.cpp:10

    本文发布的捕获出错执行路径的方法:

        1 在含有main函数的那个源码文件里,包含segvCatch_ext.h这个头文件

        2 具体如何解析出错时代码的执行路径,阅读segvCatch_ext.h头部的说明

    适用场景已经在前一篇文章里面描述过了,有问题可以给我发邮件(fireworks2@foxmail.com)。

 

五、似有余味

    一个程序启动后,地址是如何进行映射的,MAPS文件是怎么生成的,库又是怎么加载的,自行编写动态链接库时,有什么注意事项...

    这些问题我也不甚明了,因为我自己也没深究过,以后有时间可能会陆续补到博客里面。

参考资料:

[1] Linux debug : addr2line追踪出错地址, http://www.linuxidc.com/Linux/2011-05/35780.htm

[2] addr2line,可以根据一个地址打印出对应的代码行, http://archive.cnblogs.com/a/1996110/

[3] Linux /proc/maps 文件分析,http://bbs.chinaunix.net/viewthread.php?tid=2000825

[4] 《程序员的自我修养—链接、装载与库》,俞甲子,石凡,潘爱民. (PS 此书甚好,推荐大家阅读)

http://www.cnblogs.com/lidabo/p/4545644.html

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