Linux：生成core的几种方式

1.总结

在某些情况下，进程会生成core文件（核心转储），记录进程状态，帮助我们快速定位异常。

例如：

当进程异常时如段错误退出，可以分析结果core，查看调用栈定位空指针处；
当进程执行某处代码阻塞时，可以强制生成core，查看调用栈定位阻塞原因；
……

以下几种方式可生成core：

代码不严谨异常退出，如最常见的段错误（Segmentation fault）；
进程收到SIGABRT信号，进程退出并生成core；
通过gcore（或gdb）对进程生成core，进程正常运行不终止；

2.环境版本

操作系统：

[test1280@test1280 20210113]$ uname -a
Linux test1280 2.6.32-642.el6.x86_64 #1 SMP Tue May 10 17:27:01 UTC 2016 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux
[test1280@test1280 20210113]$ cat /etc/redhat-release
CentOS release 6.8 (Final)

环境变量：

[test1280@test1280 20210113]$ ulimit -c
unlimited

注意：

ulimit -c一定不能是0，最好是ulimited。

ulimit -c如果设置为0，将无法生成core文件。

更多参考：https://blog.csdn.net/test1280/article/details/73655994

3.示例

3.1.运行时异常

最常见的如段错误：

空指针引用
内存越界
……

以操作空指针引起段错误为例：

demo1.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>struct Student
{char *mName;char *mAddr;int   mAge;
};int fun3()
{struct Student* pStudent = NULL;/* 对空指针NULL操作段错误 */pStudent->mName = "test1280";
}int fun2()
{fun3();
}int fun1()
{fun2();
}int main()
{fun1();
}

编译、执行：

[test1280@test1280 20210113]$ gcc -o demo1 demo1.c -g
[test1280@test1280 20210113]$ ./demo1
Segmentation fault (core dumped)

查看core文件：

[test1280@test1280 20210113]$ gdb -c core.3348 demo1
......
Core was generated by `./demo1'.
Program terminated with signal 11, Segmentation fault.
#0  0x0000000000400484 in fun3 () at demo1.c:16
16      pStudent->mName = "test1280";
Missing separate debuginfos, use: debuginfo-install glibc-2.12-1.192.el6.x86_64
(gdb) bt
#0  0x0000000000400484 in fun3 () at demo1.c:16
#1  0x000000000040049b in fun2 () at demo1.c:21
#2  0x00000000004004ab in fun1 () at demo1.c:26
#3  0x00000000004004bb in main () at demo1.c:31
(gdb) quit

异常时的调用栈为：main->fun1->fun2->fun3

#0  0x0000000000400484 in fun3 () at demo1.c:16
#1  0x000000000040049b in fun2 () at demo1.c:21
#2  0x00000000004004ab in fun1 () at demo1.c:26
#3  0x00000000004004bb in main () at demo1.c:31

指明异常原因：

Program terminated with signal 11, Segmentation fault.

注：signal 11 = SIGSEGV

指明异常代码（源文件、源代码）：

#0  0x0000000000400484 in fun3 () at demo1.c:16
16      pStudent->mName = "test1280";

其他错误也可能引起core生成，如除0操作：

int fun3()
{int i = 0/0;
}

Floating point exception (core dumped)
Program terminated with signal 8, Arithmetic exception.

3.2.信号

信号可以是进程自己触发，又或者是手动触发。

3.2.1.abort

进程在执行到异常流程时，可以主动调用abort函数（C库stdlib）退出进程，并生成core文件。

demo2.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>int fun3()
{/* 异常流程，退出进程 */abort();
}int fun2()
{fun3();
}int fun1()
{fun2();
}int main()
{fun1();
}

编译、执行：

[test1280@test1280 20210113]$ gcc -o demo2 demo2.c -g
[test1280@test1280 20210113]$ ./demo2
Aborted (core dumped)

查看core文件：

[test1280@test1280 20210113]$ gdb -c core.3415 demo2
......
Core was generated by `./demo2'.
Program terminated with signal 6, Aborted.
#0  0x0000003da0e325e5 in raise () from /lib64/libc.so.6
Missing separate debuginfos, use: debuginfo-install glibc-2.12-1.192.el6.x86_64
(gdb) bt
#0  0x0000003da0e325e5 in raise () from /lib64/libc.so.6
#1  0x0000003da0e33dc5 in abort () from /lib64/libc.so.6
#2  0x00000000004004cd in fun3 () at demo2.c:8
#3  0x00000000004004db in fun2 () at demo2.c:13
#4  0x00000000004004eb in fun1 () at demo2.c:18
#5  0x00000000004004fb in main () at demo2.c:23
(gdb) quit

异常时的调用栈为：main->fun1->fun2->fun3->abort->raise

#0  0x0000003da0e325e5 in raise () from /lib64/libc.so.6
#1  0x0000003da0e33dc5 in abort () from /lib64/libc.so.6
#2  0x00000000004004cd in fun3 () at demo2.c:8
#3  0x00000000004004db in fun2 () at demo2.c:13
#4  0x00000000004004eb in fun1 () at demo2.c:18
#5  0x00000000004004fb in main () at demo2.c:23

在调用abort时，调用raise，发送SIGABRT信号到进程自身。

指明异常原因：

Program terminated with signal 6, Aborted.

注：signal 6 = SIGABRT

指明异常代码（源文件、源代码）：

#0  0x0000003da0e325e5 in raise () from /lib64/libc.so.6

3.2.2.kill

Ctrl+\

如果进程运行在前台，例如：

demo3.c

[test1280@test1280 20210113]$ cat demo3.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>int fun3()
{while (1){sleep(1);}
}int fun2()
{fun3();
}int fun1()
{fun2();
}int main()
{fun1();
}

编译、执行：

[test1280@test1280 20210113]$ gcc -o demo3 demo3.c -g
[test1280@test1280 20210113]$ ./demo3
【前台阻塞，在demo3执行完毕前，当前shell阻塞】

在当前shell键入Ctrl+\，发送SIGQUIT信号到前台进程：

[test1280@test1280 20210113]$ gcc -o demo3 demo3.c -g
[test1280@test1280 20210113]$ ./demo3
^\Quit (core dumped)

此时，前台进程终止运行，生成core文件。

查看core文件：

[test1280@test1280 20210113]$ gdb -c core.3575 demo3
......
Core was generated by `./demo3'.
Program terminated with signal 3, Quit.
#0  0x0000003da0eacbc0 in __nanosleep_nocancel () from /lib64/libc.so.6
Missing separate debuginfos, use: debuginfo-install glibc-2.12-1.192.el6.x86_64
(gdb) bt
#0  0x0000003da0eacbc0 in __nanosleep_nocancel () from /lib64/libc.so.6
#1  0x0000003da0eaca50 in sleep () from /lib64/libc.so.6
#2  0x00000000004004d2 in fun3 () at demo3.c:9
#3  0x00000000004004e2 in fun2 () at demo3.c:15
#4  0x00000000004004f2 in fun1 () at demo3.c:20
#5  0x0000000000400502 in main () at demo3.c:25

注意：signal 3 = SIGQUIT

Program terminated with signal 3, Quit.

kill

kill命令（或类似kill的命令），可以手动发送指定信号到指定进程。

例如，仍以demo3为例，可以保持前台挂起，新启动shell终端执行kill：

【终端1】
[test1280@test1280 20210113]$ ./demo3
【终端1阻塞...】【终端2】
【先查demo3进程的PID=3587】
[test1280@test1280 ~]$ ps aux | grep demo3 | grep -v grep
test1280   3587  0.0  0.0   3920   328 pts/0    S+   06:41   0:00 ./demo3
【执行kill命令发送SIGQUIT到3587进程】
[test1280@test1280 ~]$ kill -SIGQUIT 3587【终端1】
[test1280@test1280 20210113]$ ./demo3
Quit (core dumped)
【demo3进程收到在终端2通过kill发送的SIGQUIT信号，进程退出，终端1不再阻塞】

3.3.gcore

若生产环境中进程出现异常阻塞，在不宕停进程的情况下想生成core，可以使用gcore。

gcore是一个调用gdb的脚本：

[test1280@test1280 20210113]$ which gcore
/usr/bin/gcore
[test1280@test1280 20210113]$ file `which gcore`
/usr/bin/gcore: POSIX shell script text executable
[test1280@test1280 20210113]$ vi `which gcore`
......

gcore的man描述：

Generate a core dump of a running program with process ID pid.
Produced file is equivalent to a kernel produced core file as if the process crashed (and if “ulimit -c” were used to set up an appropriate core dump limit).
Unlike after a crash, after gcore the program remains running without any change.

例如，仍以demo3为例，可以保持前台挂起，新启动shell终端执行gcore：

【终端1】
[test1280@test1280 20210113]$ ./demo3
【终端1等待demo3进程宕停，终端1阻塞挂起】【终端2】
【先查demo3进程的PID=3644】
[test1280@test1280 20210113]$ ps aux | grep demo3 | grep -v grep
test1280   3644  0.0  0.0   3920   332 pts/0    S+   06:52   0:00 ./demo3
【gcore <pid>生成core】
[test1280@test1280 20210113]$ gcore 3644
0x0000003da0eacbc0 in __nanosleep_nocancel () from /lib64/libc.so.6
Saved corefile core.3644【终端1】
[test1280@test1280 20210113]$ ./demo3
【终端1进程仍然阻塞等待demo3进程宕停，在执行gcore后，demo3进程仍运行】

gcore脚本，是调用gdb的gcore指令实现其功能：

[test1280@test1280 20210113]$ gdb
(gdb) help gcore
Save a core file with the current state of the debugged process.
Argument is optional filename.  Default filename is 'core.<process_id>'.
(gdb) quit

4.总结

进程会由于各种各样的原因主动地或被动地生成core。

但归咎起来，大体上都是通过内核信号生成：

* SIGSEGV：段错误
* SIGABRT：abort
* SIGQUIT：Ctrl+Q

除上之外，还有其他信号也会导致进程出core，例如SIGILL、SIGTRAP等。

关键在于，何种情况会导致信号触发送到进程。

除了信号，gcore调用gdb的gcore指令，使得某个进程生成core文件但并不终止进程执行。

遗留问题：gcore实现原理，是否也是发送某一种特定信号，此信号会使得进程生成core但并不终止？