core dump

什么是 core dump

当程序运行的过程中异常终止或崩溃，操作系统会将程序当时的内存状态记录下来，保存在一个文件中，这种行为就叫做Core Dump

为什么会有 core dump

我们可以认为 core dump 是“内存快照”，但实际上，除了内存信息之外，还有些关键的程序运行状态也会同时 dump 下来，例如寄存器信息（包括程序指针、栈指针等）、内存管理信息、其他处理器和操作系统状态和信息。core dump 对于编程人员诊断和调试程序是非常有帮助的，因为对于有些程序错误是很难重现的，例如指针异常，而 core dump 文件可以再现程序出错时的情景。

linux信号机制与core

上面说当程序运行过程中异常终止或崩溃时会发生 core dump，但还没说到什么具体的情景程序会发生异常终止或崩溃，例如我们使用 kill -9 命令杀死一个进程会发生 core dump 吗？实验证明是不能的，那么什么情况会产生呢？

linux信号中每种信号都有其对应的操作，信号所对应的操作详见 linux信号，大致的操作种类如图：

Term   Default action is to terminate the process.

Ign    Default action is to ignore the signal.

Core   Default action is to terminate the process and dump core (see core(5)).  //某些信号产生core

Stop   Default action is to stop the process.

Cont   Default action is to continue the process if it is currently stopped.

以下列出几种信号，它们在发生时会产生 core dump:

Signal	Action	Comment
SIGQUIT	Core	Quit from keyboard
SIGILL	Core	Illegal Instruction
SIGABRT	Core	Abort signal from abort
SIGSEGV	Core	Invalid memory reference
SIGTRAP	Core	Trace/breakpoint trap

当然不仅限于上面的几种信号。这就是为什么我们使用 Ctrl+z 来挂起一个进程或者 Ctrl+C 结束一个进程均不会产生 core dump，因为前者会向进程发出 SIGTSTP 信号，该信号的默认操作为暂停进程（Stop Process）；后者会向进程发出SIGINT 信号，该信号默认操作为终止进程（Terminate Process）。同样上面提到的 kill -9 命令会发出 SIGKILL 命令，该命令默认为终止进程。而如果我们使用 Ctrl+ 来终止一个进程，会向进程发出 SIGQUIT 信号，默认是会产生 core dump 的。还有其它情景会产生 core dump，如：程序调用 abort() 函数、访存错误、非法指令等等。

利用信号产生core

首先，要允许产生core，其次，产生core的位置
- 在终端中输入命令 ulimit -c ，输出的结果为 0，说明默认是关闭 core dump 的，即当程序异常终止时，也不会生成 core dump 文件。
- 我们可以使用命令 ulimit -c unlimited 来开启 core dump 功能，并且不限制 core dump 文件的大小；如果需要限制文件的大小，将 unlimited 改成你想生成 core 文件最大的大小，注意单位为 blocks（KB）。
- 用上面命令只会对当前的终端环境有效，如果想需要永久生效，可以修改文件 /etc/security/limits.conf文件
```
# /etc/security/limits.conf
#
#Each line describes a limit for a user in the form:
#
#<domain>   <type>   <item>   <value>
  *          soft     core   unlimited
```
通过修改 /proc/sys/kernel/core_uses_pid 文件可以让生成 core 文件名是否自动加上 pid 号。例如 echo 1 > /proc/sys/kernel/core_uses_pid ，生成的 core 文件名将会变成 core.pid，其中 pid 表示该进程的 PID。还可以通过修改 /proc/sys/kernel/core_pattern 来控制生成 core 文件保存的位置以及文件名格式。例如可以用 echo "/tmp/corefile-%e-%p-%t" > /proc/sys/kernel/core_pattern 设置生成的 core 文件保存在 “/tmp/corefile” 目录下，文件名格式为 “core-命令名-pid-时间戳”

[root@VM_42_60_centos ~]# sleep 10
^Quit (core dumped)    # Ctrl+ core file at /tmp/
[root@VM_42_60_centos ~]#

GDB调试core文件

首先，使用 gcc 编译源文件，加上 -g 以增加调试信息
按照上面打开 core dump 的 ulimit设置以使程序异常终止时能生成 core 文件
运行程序，当core dump 之后，使用命令 gdb program core 来查看 core 文件，其中 program 为可执行程序名，core 为生成的 core 文件名

#include <stdio.h>
int func(int *p)
{
    int y = *p;
    return y;
}
int main()
{
    int *p = NULL;
    return func(p);
}