Linux 应用程序调试技术的研究.pdf

《Linux 应用程序调试技术的研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、Linux应用程序调试技术的研究彭闻宇，陈朔鹰（北京理工大学计算机学院，北京市海淀区100081）[摘要]本文介绍了C/C++函数调用机制，由此引入堆栈回朔（StackBacktraces）方法，通过从用户堆栈中提取出执行程序的函数调用序列，迅速定位程序异常发生的位置。同时，论文结合Linux信号机制，剖析了Linux内核的核心转储（CoreDump）机制，当程序异常终止时，核心转储机制会自动将程序运行的上下文和现场信息转储到文件中，然后交由GDB进行分析。最后，本文通过比较上述两种方法的优劣，提出并实现了一种轻量级的Linux应用程序调

2、试模型——CrashTrace。该模型借鉴了堆栈回朔的基本思想，并采纳了核心转储的基本原理，为桌面Linux和嵌入式Linux系统的应用程序调试提供了新的解决方案。[关键词]Linux调试技术，堆栈回朔,核心转储,CrashTrace中图分类号：TP319文献标识码:ALinuxApplicationDebuggingTechniquesInvestigationPengWenyu,ChenShuoying(Dept.ofComputerScienceandEngineering,BeijingInstituteofTechnology,

3、BeijingHaidian100081)[Abstract]Afteraprogramhascrashed,itisvitaltoreconstructwhythefailureoccurred,orwhatactionsledtotheerror.Inthispaper,itfirstlyintroducestwodifferentdebuggingtechniquesforLinuxapplication:StackBacktracesandCoreDump.BasedonC/C++functioncallmechanism,Sta

4、ckBacktracesconstructtheapplication'scalltracefromstacktoreproduceitsexecutionpathandfindoutwhatwentwrongandwhere.ComparedtoStackBacktraces,CoreDumpactsasaninlineapproachinLinuxkernelandprovidesapowerfulabilitytocollectinformationthatrepresentsthefinalsnapshotofexecutions

5、tatewhentheprogramcrashed.Subsequentlythethesisproposesalightweightdebuggingmodule--CrashTrace,whichmainlyconsiderstheshortcomingoftheabovesolutionsandintergratestheirstrongpoint.Inadditon,itexplorestheimplementationofCrashTrace.[Keyword]LinuxDebugTechniques,StackBacktrac

6、es,CoreDump,CrashTrace一、引言本文立足于Linux应用程序调试技术的研究，首先介绍了C/C++函数调用机制，并由此引入基于glibc库的堆栈回朔（StackBacktraces）调试方法。然后，结合Linux的信号机制，分析了Linux内置的核心转储（CoreDump）调试技术。最后，通过比较前两种调试方法的优劣，取长补短，提出并实现了一种轻量级的Linux应用程序的调试模型——CrashTrace。二、堆栈回朔调试技术2.1函数调用（FunctionCalls）在应用程序执行过程中，如果发生函数调用，系统首先会将函

7、数调用的参数压入用户堆栈，然后压入函数调用的返回地址，最后执行被调用的函数，并在用户堆栈上保存被调用函数的局部变量。其中，一次函数调用对应的堆栈空间被称作是一个堆栈帧。当程序中嵌套多层函数调用时，系统将重复上述压栈过程，从而形成一个堆栈帧序列。不难想象，通过遍历上述堆栈帧序列，可以得到一条完整的函数调用链（函数调用序列），该方法被称之为堆栈回朔。-1-2.2堆栈回朔方法的基本原理众所周知，当Linux应用程序在执行过程中导致硬件或操作系统产生严重错误时，程序将被异常终止，即crash。此时，要查明程序crash的原因，最直接的方法就是打印

8、出程序的函数调用链，通过复现程序的执行序列，定位出异常发生的具体位置，从而找出程序中隐藏的bugs。那么，如何利用堆栈构造应用程序的函数调用链呢？由于堆栈的操作对硬件平台有很强的依赖性，所以C