菜鸟笔记当程序突然暴毙崩溃之后我们首先要查明白三件事：
- 程序什么时候死的；
- 程序死在哪里(哪个函数，哪行代码)；
- 怎么死的。
为了查明白这三件事情最常用的方法是：
- 取出内核在程序临终前生成的core文件，core文件就是程序将死之时留下的遗言；
- 通过反汇编工具和core还原案发现场。
关于core dump的详情见连接–wiki
但是这种方式最大的缺点就是不够智能，需要手动反汇编，操作麻烦，容易让人眼花。如下是一段汇编代码，看着眼花。
00000048 <Sherlock-Holmes>:
48: e2422001 sub r2, r2, #1
4c: e1520003 cmp r2, r3
50: 1afffffc bne 48 <Sherlock-Holmes>
54: e1a0f00e mov pc, lr
58: 11111111 tstne r1, r1, lsl r1
5c: e0200240 eor r0, r0, r0, asr #4
60: e0200244 eor r0, r0, r4, asr #4
64: 00895440 addeq r5, r9, r0, asr #8
那如何才能更加智能地破案，更加直观的还原现象呢？
为了解决这个问题，第一步我们要知道什么发生了程序异常并及时赶到现场，然后保护现场。
一支穿云箭，千军万马来相见。当内核一不小心碰到致命异常，通常会发送一个信号。下面列出几种常见异常场景及其对应的信号。
| 信号名 | 场景 |
|---|---|
| SIGSEGV | 大名鼎鼎段错误，无效内存引用，比如访问一个未经初始化的指针, 访问空指针，栈溢出等等 |
| SIGFPE | 算术运算异常，如除零异常，浮点溢出等 |
| SIGBUS | 硬件故障，某些类型的的内存故障，如未对齐的内存访问 |
| SIGILL | 执行了非法硬件指令，未知指令 |
| SIGABRT | 调用abort导致进程异常终止，double free |
| – | – |
接下来的问题是，当收到这些信号的时候要做什么。在Linux系统中用来处理信号的函数叫信号处理程序，对于上面的信号Linux默认的处理程序会杀死进程。我们可以使用sigaction函数来修改信号的处理程序，或者说给信号注册一个我们自己的处理程序。我们可以在这个处理程序中将线程的上下文，及案发现场保存到磁盘文件中。
#include <signal.h>
int sigaction(int signo, const struct sigaction *act, struct sigaction *oldact);
struct sigaction
{
void (*sa_handler) (int); //信号处理函数,
sigset_t sa_mask; //信号屏蔽字，用来设置在处理该信号时暂时将sa_mask 指定的信号搁置
int sa_flags; //指定对信号进行处理的选项，这里主要使用两个，见下表
void (*sa_restorer) (void);
}
| SA_ONSTACK | 如果利用sigaltstack()建立信号专用堆栈，则此标志会把所有信号送往该堆栈。 |
|---|---|
| SA_SIGINFO | 提供附加信息，一个指向siginfo结构的指针以及一个指向进程上下文标识符的指针 |
SA_ONSTACK选项的作用是指定信号处理程序在一个新的栈上面去运行，如果直接在原有的栈上面运行有可能会破话现场，而且旧的栈可能已经遭到破坏而不能使用。
SA_SIGINFO的作用则是让内核在发送信号的时候要捎带一个上下文，用来作为信号处理程序的参数。
如果设置了SA_SIGINFO标志，那么按下列方式调用信号处理程序：
void handler(int signo, siginfo_t *info, void *context);
siginfo_t结构包含了信号产生原因的有关信息。该结构的大致样式如下所示：
struct siginfo {
int si_signo; /* signal number */
int si_errno; /* if nonzero, errno value from <errno.h> */
int si_code; /* additional info (depends on signal) */
pid_t si_pid; /* sending process ID */
uid_t si_uid; /* sending process real user ID */
void *si_addr; /* address that caused the fault */
int si_status; /* exit value or signal number */
long si_band; /* band number for SIGPOLL */
/* possibly other fields also */
};
信号处理程序的context参数是无类型指针，它可被强制转换为ucntext_t结构类型，用于标识信号传递时进程的上下文。
在类System V环境中,在头文件< ucontext.h > 中定义了ucontext_t结构体。而ucontext是一个协程库。
ucontext_t结构体则至少拥有以下几个域:
typedef struct ucontext {
struct ucontext *uc_link; //指向下一个上下文的指针，当要实现协程库是有用
sigset_t uc_sigmask;//阻塞信号集合
stack_t uc_stack;//上下文中使用的栈
mcontext_t uc_mcontext;//保存的上下文的特定机器表示，包括调用线程的特定寄存器
...
} ucontext_t;
uc_stack字段描述了当前上下文使用的栈，至少包括下列成员：
void *ss_sp; //栈顶指针
size_t ss_size; //栈大小
int ss_flags; //flags
Linux 系统提供了backtrace库来给应用调试，能够获取当前栈帧并将栈帧转换成函数名称，方便快速定位到出问题的函数。
函数 功能
backtrace 获取栈帧
backtrace_symbols 将栈帧转换成函数名称
backtrace_symbols_fd 将栈帧转换成函数名称并输出到指定文件
使用backtrace需要在编译的时候要添加-rdynamic编译参数，实现依赖于栈指针（fp寄存器），在gcc编译过程中任何非零的优化等级（-On参数）或加入了栈指针优化参数-fomit-frame-pointer后可能不能正确得到程序栈信息；
解析栈帧的另一种方法是加载解析ELF文件，ELF文件中的符号表符号表保存了查找程序符号、为符号赋值、重定位符号所需的全部信息，因此可以反过来利用符号表查找栈帧对应的符号。对于动态链接库需要配合maps文件。
这种方法的缺点是需要加载ELF文件，流程比较复杂。
预知后事如何请听下回讲解