Linux addr2line具體應(yīng)用指南

作者：佚名 2010-06-18 16:07:13

學(xué)問來自實(shí)踐，但是對于調(diào)試工具，在沒有出現(xiàn)問題而迫使您去修復(fù)它們之前，“實(shí)踐”是不會(huì)發(fā)生的。考慮到這點(diǎn)，下面將提供Linux addr2line讓您入門的“速成”指南。

調(diào)試zSeries上的Linux應(yīng)用程序類似于調(diào)試其他體系結(jié)構(gòu)上的Linux應(yīng)用程序。對于有經(jīng)驗(yàn)的Linux開發(fā)人員，最大的挑戰(zhàn)是理解新的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)。對于剛接觸Linux的大型機(jī)開發(fā)人員，掌握新的調(diào)試工具似乎是一項(xiàng)令人畏懼的任務(wù)。不要害怕。本文將提供Linux addr2line一些有用的提示來幫助您入門。

UserDebug日志記錄

調(diào)試一個(gè)崩潰的程序的第一步是弄清哪里出了錯(cuò)。zSeries上的Linux內(nèi)核具有這樣一個(gè)內(nèi)置特性，它在用戶進(jìn)程崩潰時(shí)記錄一些基本的調(diào)試信息。要啟用這個(gè)特性，請以root用戶身份執(zhí)行如下命令：
echo1>>/proc/sys/kernel/userprocess_debug

當(dāng)某個(gè)進(jìn)程崩潰時(shí)，日志文件（/var/log/messages）中就會(huì)給出附加的信息，包括程序終止原因、故障地址，以及包含程序狀態(tài)字（PSW）、通用寄存器和訪問寄存器的簡要寄存器轉(zhuǎn)儲(chǔ)。

Mar3111:34:28l02kernel:Userprocessfault:interruptioncode0x10  
Mar3111:34:28l02kernel:failingaddress:0  
Mar3111:34:28l02kernel:CPU:1  
Mar3111:34:28l02kernel:Processsimple(pid:30122,stackpage=05889000)  
Mar3111:34:28l02kernel:  
Mar3111:34:28l02kernel:UserPSW:070dc000c00ab738  
Mar3111:34:28l02kernel:task:05888000ksp:05889f08pt_regs:05889f68  
Mar3111:34:28l02kernel:UserGPRS:Mar3111:34:28l02kernel:00000000004019a0004019a000000000  
Mar3111:34:28l02kernel:00000003c00ab732004008f800400338  
Mar3111:34:28l02kernel:40018ffc0040061c40018e347ffff800  
Mar3111:34:28l02kernel:00400434804006248040066e7ffff800  
Mar3111:34:28l02kernel:UserACRS:  
Mar3111:34:28l02kernel:00000000000000000000000000000000  
Mar3111:34:28l02kernel:00000001000000000000000000000000  
Mar3111:34:28l02kernel:00000000000000000000000000000000  
Mar3111:34:28l02kernel:00000000000000000000000000000000  
Mar3111:34:28l02kernel:UserCode:  
Mar3111:34:28l02kernel:4440500007fea74a0001185418431835a8240000

上面表明程序（名為“simple”）以一個(gè)程序中斷代碼0x10終止（操作系統(tǒng)原理表明這是一個(gè)段轉(zhuǎn)換錯(cuò)誤），而故障地址為0。毫無疑問，有人使用了空指針。現(xiàn)在我們知道發(fā)生了什么，下面需要弄清它發(fā)生在何處。

Linux addr2line基本的診斷

UserDebug日志條目所提供的信息可用于確定程序的崩潰位置。一些可用的工具可幫助解決您可能會(huì)遇到的各種程序終止問題。我們將在本文中逐步介紹那些工具。

首先，讓我們檢查一下該日志條目中的用戶PSW。該P(yáng)SW包含指令地址、狀態(tài)碼以及關(guān)于機(jī)器狀態(tài)的其他信息。眼下，我們僅關(guān)心指令地址（第33至第63位）。為簡化起見，讓我們假設(shè)用戶PSW是070dc00080400618。記住，我們是在考察一個(gè)ESA/390（31位尋址）PSW。第32位不是指令地址的一部分，它是指示31位尋址模式的標(biāo)志，但是在研究PSW值時(shí)必須處理它。為了獲得實(shí)際的指令指針，可把PSW的第二個(gè)字減去0x80000000。結(jié)果是一個(gè)指令地址0x400618。為了定位代碼，您需要可執(zhí)行文件中的一些信息。首先使用readelf來打印一些程序頭信息。

ElffiletypeisEXEC(Executablefile)Entrypoint0x400474Thereare6programheaders,startingatoffset52ProgramHeaders:  
TypeOffsetVirtAddrPhysAddrFileSizMemSizFlgAlign  
PHDR0x0000340x004000340x004000340x000c00x000c0RE0x4  
INTERP0x0000f40x004000f40x004000f40x0000d0x0000dR0x1[Requestingprograminterpreter:/lib/ld.so.1]  
LOAD0x0000000x004000000x004000000x009900x00990RE0x1000  
LOAD0x0009900x004019900x004019900x000fc0x00114RW0x1000  
DYNAMIC0x0009ac0x004019ac0x004019ac0x000a00x000a0RW0x4  
NOTE0x0001040x004001040x004001040x000200x00020R0x4  
SectiontoSegmentmapping:SegmentSections...  
00  
01.interp  
02.interp.note.ABI-tag.hash.dynsym.dynstr.gnu.version  
.gnu.version_r.rela.got.rela.plt.init.plt.text.fini.rodata  
03.data.eh_frame.dynamic.ctors.dtors.got.bss  
04.dynamic  
05.note.ABI-tag

上述顯示了readelf-lsimple的結(jié)果（記住“simple”是我們的測試程序的名稱）。在ProgramHeaders部分，第一個(gè)LOAD行提供了關(guān)于程序從哪里加載的信息。在Flg列，該段被標(biāo)記為R(read)E(executable)。VirtAddr是程序開始加載的地址。MemSiz是正在被加載到這個(gè)段中的代碼長度。把它加到VirtAddr上，這個(gè)程序的基本地址范圍就是0x400000-0x400990。程序發(fā)生崩潰的指令地址為0x400618，在程序的加載范圍之內(nèi)。現(xiàn)在我們知道了問題直接發(fā)生在代碼中。

如果可執(zhí)行文件包括調(diào)試符號，那么確定哪一行代碼導(dǎo)致了問題是可以做到的。對該地址和可執(zhí)行文件使用addr2line程序，如下所示：
addr2line-esimple0x400618

將返回：
/home/devuser/simple.c:34

要研究該問題，可以檢查第34行。

對于Linux addr2line原始的程序崩潰，PSW為070dc000c00ab738。要獲得指令地址，可減去0x80000000。結(jié)果為0x400ab738。這個(gè)地址并不準(zhǔn)確地落在我們的小程序之內(nèi)。那么，它是什么呢？是來自共享庫的代碼。如果對可執(zhí)行文件運(yùn)行l(wèi)dd命令（lddsimple），將會(huì)返回程序運(yùn)行所需的共享對象的列表，以及該庫在那里可用的地址。
libc.so.6=>/lib/libc.so.6(0x40021000)/lib/ld.so.1=>/lib/ld.so.1(0x40000000)

該指令地址對應(yīng)于加載libc.so.6的地址。在我們的簡單測試案例中，只需要兩個(gè)共享對象。其他應(yīng)用程序可能需要更多共享對象，這使得ldd的輸出更加復(fù)雜。我們將以perl作為例子。輸入：
ldd/usr/bin/perl

將得到：

libnsl.so.1=> 
/lib/libnsl.so.1(0x40021000)libdl.so.2=> 
/lib/libdl.so.2(0x40039000)libm.so.6=> 
/lib/libm.so.6(0x4003d000)libc.so.6=> 
/lib/libc.so.6(0x40064000)libcrypt.so.1=> 
/lib/libcrypt.so.1(0x4018f000)/lib/ld.so.1=> 
/lib/ld.so.1(0x40000000)

所需要的一切都在那里了，但是我發(fā)現(xiàn)對于這個(gè)進(jìn)程，下面的內(nèi)容讀起來更快一點(diǎn)：

ldd/usr/bin/perl|awk‘{print?$4““$3}’  
|sort(0x40000000)/lib/ld.so.1(0x40021000)  
/lib/libnsl.so.1(0x40039000)  
/lib/libdl.so.2(0x4003d000)  
/lib/libm.so.6(0x40064000)  
/lib/libc.so.6(0x4018f000)  
/lib/libcrypt.so.1

現(xiàn)在我們來確定Linux addr2line崩潰發(fā)生在libc中的何處。假設(shè)libc.so.6的加載地址是0x40021000，從指令地址0x400ab738減去它，結(jié)果為0x8a738。這是進(jìn)入libc.so.6的偏移。使用nm命令，從libc.so.6轉(zhuǎn)儲(chǔ)符號，然后嘗試確定該地址位于哪個(gè)函數(shù)中。對于libc.so.6，nm將生成7,000多行輸出。通過對計(jì)算得出的偏移部分執(zhí)行g(shù)rep（正則表達(dá)式查找程序）可以削減必須檢查的數(shù)據(jù)量。輸入：
nm/lib/libc.so.6|sort|grep0008a

將返回66行，在該輸出的中間，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)：
0008a6fcTmemcpy0008a754t_wordcopy_fwd_aligned

該偏移落在memcpy中的某個(gè)位置。在此例中，一個(gè)空指針被當(dāng)作目標(biāo)地址傳遞給了memcpy。我們在何處調(diào)用的memcpy呢？問得好。我們可以通過檢查輸出在日志文件中的寄存器轉(zhuǎn)儲(chǔ)來確定目標(biāo)區(qū)域。寄存器14包含執(zhí)行某個(gè)函數(shù)調(diào)用時(shí)的返回地址。根據(jù)圖1，R14是0x8040066e，它在截去高位之后產(chǎn)生一個(gè)地址0x40066e。這個(gè)地址落在我們的程序范圍之內(nèi)，因此可以運(yùn)行addr2line來確定該地址在何處。輸入：
addr2line-esimple0x40066e

將返回：
/home/devuser/simple.c:36

這是我們調(diào)用memcpy之后的那一行。關(guān)于addr2line的一點(diǎn)補(bǔ)充：如果可執(zhí)行文件中沒有包括調(diào)試符號，您將獲得??:0作為響應(yīng)。

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