windows 應用程序崩潰時的內存轉儲及dump文件的分析

1、在現場設置程序崩潰時的自動內存轉儲，得到dump文件

       在windows 註冊表如下項：

     //HKEY_LOCAL_MACHINE/Software/Microsoft/Windows NT/CurrentVersion/AeDebug

     中提供了調試器的相關設置。

      Debugger  設置具體的調試器和啓動參數

      Auto  是否設置在發送錯誤前啓動調試器

 

      以windbg爲例

      Debugger = "Path/WinDbg.exe" -p %ld –c ".dump /ma /u C:/CrashDump.dmp" -e %ld –g

      設置Auto爲1，在程序崩潰的時候，將啓動windbg,並將內存轉儲到c:/crashdump.dmp文件中。

      開發人員拿到dmp文件後，就可以定位問題了。

 

2、生成應用程序的 MAP 文件

     先必鬚生成程序的 MAP 文件。什麼是 MAP 文件？簡單地講， MAP 文件是程序的全局符號、源文件和代碼行號信息的唯一的文本表示方法，它可以在任何地方、任何時候使用，不需要有額外的程序進行支持。而且，這是唯一能找出程序崩潰的地方的救星。

     好吧，既然 MAP 文件如此神奇，那麼我們應該如何生成它呢？在 VC 中，我們可以按下 Alt+F7 ，打開“Project Settings”選項頁，選擇 C/C++ 選項卡，並在最下面的 Project Options 裏面輸入：/Zd ，然後要選擇 Link 選項卡，在最下面的 Project Options 裏面輸入： /mapinfo:lines 和 /map:PROJECT_NAME.map（或者勾選Generate mapfile） 。最後按下 F7 來編譯生成 EXE 可執行文件和 MAP 文件。
     在此我先解釋一下加入的參數的含義：

     /Zd              表示在編譯的時候生成行信息
     /map[:filename]  表示生成 MAP 文件的路徑和文件名
     /mapinfo:lines   表示生成 MAP 文件時，加入行信息
     /mapinfo:exports 表示生成 MAP 文件時，加入 exported functions （如果生成的是 DLL 文件，這個選項就要加上）

OK，通過上面的步驟，我們已經得到了 MAP 文件，那麼我們該如何利用它呢？參看步驟4。

3、獲取應用程序的崩潰地址

      通過用windbg分析步驟1得到的dump文件可以獲取應用程序的崩潰地址，下面是我做的一個測試程序崩潰時的dump文件，用windbg打開後的最後兩行信息：

    Test3+0x135b:
    0040135b f77de8          idiv    eax,dword ptr [ebp-18h] ss:0023:0012f87c=00000000

4、通過崩潰地址找出源代碼的出錯行

下面所有內容都是從 http://www.luocong.com/articles/show_article.asp?Article_ID=29  copy而來

OK，通過上面的步驟，我們已經得到了 MAP 文件，那麼我們該如何利用它呢？

讓我們從簡單的實例入手，請打開你的 VC ，新建這樣一個文件：

01  //****************************************************************
02  //程序名稱：演示如何通過崩潰地址找出源代碼的出錯行
03  //作者：羅聰
04  //日期：2003-2-7
05  //出處：http://www.luocong.com（老羅的繽紛天地）
06  //本程序會產生“除0錯誤”，以至於會彈出“非法操作”對話框。
07  //“除0錯誤”只會在 Debug 版本下產生，本程序爲了演示而儘量簡化。
08  //注意事項：如欲轉載，請保持本程序的完整，並註明：
09  //轉載自“老羅的繽紛天地”（http://www.luocong.com）
10  //****************************************************************
11  
12  void Crash(void)
13  {
14      int i = 1;
15      int j = 0;
16      i /= j;
17  }
18  
19  void main(void)
20  {
21      Crash();
22  }

很顯然本程序有“除0錯誤”，在 Debug 方式下編譯的話，運行時肯定會產生“非法操作”。好，讓我們運行它，果然，“非法操作”對話框出現了，這時我們點擊“詳細信息”按鈕，記錄下產生崩潰的地址——在我的機器上是 0x0040104a 。

再看看它的 MAP 文件：（由於文件內容太長，中間沒用的部分我進行了省略）

CrashDemo

Timestamp is 3e430a76 (Fri Feb 07 09:23:02 2003)

Preferred load address is 00400000

Start         Length     Name                   Class
0001:00000000 0000de04H .text                   CODE
0001:0000de04 0001000cH .textbss                CODE
0002:00000000 00001346H .rdata                  DATA
0002:00001346 00000000H .edata                  DATA
0003:00000000 00000104H .CRT$XCA                DATA
0003:00000104 00000104H .CRT$XCZ                DATA
0003:00000208 00000104H .CRT$XIA                DATA
0003:0000030c 00000109H .CRT$XIC                DATA
0003:00000418 00000104H .CRT$XIZ                DATA
0003:0000051c 00000104H .CRT$XPA                DATA
0003:00000620 00000104H .CRT$XPX                DATA
0003:00000724 00000104H .CRT$XPZ                DATA
0003:00000828 00000104H .CRT$XTA                DATA
0003:0000092c 00000104H .CRT$XTZ                DATA
0003:00000a30 00000b93H .data                   DATA
0003:000015c4 00001974H .bss                    DATA
0004:00000000 00000014H .idata$2                DATA
0004:00000014 00000014H .idata$3                DATA
0004:00000028 00000110H .idata$4                DATA
0004:00000138 00000110H .idata$5                DATA
0004:00000248 000004afH .idata$6                DATA

  Address         Publics by Value              Rva+Base     Lib:Object

0001:00000020       ?Crash@@YAXXZ              00401020 f   CrashDemo.obj
0001:00000070       _main                      00401070 f   CrashDemo.obj
0004:00000000       __IMPORT_DESCRIPTOR_KERNEL32 00424000     kernel32:KERNEL32.dll
0004:00000014       __NULL_IMPORT_DESCRIPTOR   00424014     kernel32:KERNEL32.dll
0004:00000138       __imp__GetCommandLineA@0   00424138     kernel32:KERNEL32.dll
0004:0000013c       __imp__GetVersion@0        0042413c     kernel32:KERNEL32.dll
0004:00000140       __imp__ExitProcess@4       00424140     kernel32:KERNEL32.dll
0004:00000144       __imp__DebugBreak@0        00424144     kernel32:KERNEL32.dll
0004:00000148       __imp__GetStdHandle@4      00424148     kernel32:KERNEL32.dll
0004:0000014c       __imp__WriteFile@20        0042414c     kernel32:KERNEL32.dll
0004:00000150       __imp__InterlockedDecrement@4 00424150     kernel32:KERNEL32.dll
0004:00000154       __imp__OutputDebugStringA@4 00424154     kernel32:KERNEL32.dll
0004:00000158       __imp__GetProcAddress@8    00424158     kernel32:KERNEL32.dll
0004:0000015c       __imp__LoadLibraryA@4      0042415c     kernel32:KERNEL32.dll
0004:00000160       __imp__InterlockedIncrement@4 00424160     kernel32:KERNEL32.dll
0004:00000164       __imp__GetModuleFileNameA@12 00424164     kernel32:KERNEL32.dll
0004:00000168       __imp__TerminateProcess@8  00424168     kernel32:KERNEL32.dll
0004:0000016c       __imp__GetCurrentProcess@0 0042416c     kernel32:KERNEL32.dll
0004:00000170       __imp__UnhandledExceptionFilter@4 00424170     kernel32:KERNEL32.dll
0004:00000174       __imp__FreeEnvironmentStringsA@4 00424174     kernel32:KERNEL32.dll
0004:00000178       __imp__FreeEnvironmentStringsW@4 00424178     kernel32:KERNEL32.dll
0004:0000017c       __imp__WideCharToMultiByte@32 0042417c     kernel32:KERNEL32.dll
0004:00000180       __imp__GetEnvironmentStrings@0 00424180     kernel32:KERNEL32.dll
0004:00000184       __imp__GetEnvironmentStringsW@0 00424184     kernel32:KERNEL32.dll
0004:00000188       __imp__SetHandleCount@4    00424188     kernel32:KERNEL32.dll
0004:0000018c       __imp__GetFileType@4       0042418c     kernel32:KERNEL32.dll
0004:00000190       __imp__GetStartupInfoA@4   00424190     kernel32:KERNEL32.dll
0004:00000194       __imp__HeapDestroy@4       00424194     kernel32:KERNEL32.dll
0004:00000198       __imp__HeapCreate@12       00424198     kernel32:KERNEL32.dll
0004:0000019c       __imp__HeapFree@12         0042419c     kernel32:KERNEL32.dll
0004:000001a0       __imp__VirtualFree@12      004241a0     kernel32:KERNEL32.dll
0004:000001a4       __imp__RtlUnwind@16        004241a4     kernel32:KERNEL32.dll
0004:000001a8       __imp__GetLastError@0      004241a8     kernel32:KERNEL32.dll
0004:000001ac       __imp__SetConsoleCtrlHandler@8 004241ac     kernel32:KERNEL32.dll
0004:000001b0       __imp__IsBadWritePtr@8     004241b0     kernel32:KERNEL32.dll
0004:000001b4       __imp__IsBadReadPtr@8      004241b4     kernel32:KERNEL32.dll
0004:000001b8       __imp__HeapValidate@12     004241b8     kernel32:KERNEL32.dll
0004:000001bc       __imp__GetCPInfo@8         004241bc     kernel32:KERNEL32.dll
0004:000001c0       __imp__GetACP@0            004241c0     kernel32:KERNEL32.dll
0004:000001c4       __imp__GetOEMCP@0          004241c4     kernel32:KERNEL32.dll
0004:000001c8       __imp__HeapAlloc@12        004241c8     kernel32:KERNEL32.dll
0004:000001cc       __imp__VirtualAlloc@16     004241cc     kernel32:KERNEL32.dll
0004:000001d0       __imp__HeapReAlloc@16      004241d0     kernel32:KERNEL32.dll
0004:000001d4       __imp__MultiByteToWideChar@24 004241d4     kernel32:KERNEL32.dll
0004:000001d8       __imp__LCMapStringA@24     004241d8     kernel32:KERNEL32.dll
0004:000001dc       __imp__LCMapStringW@24     004241dc     kernel32:KERNEL32.dll
0004:000001e0       __imp__GetStringTypeA@20   004241e0     kernel32:KERNEL32.dll
0004:000001e4       __imp__GetStringTypeW@16   004241e4     kernel32:KERNEL32.dll
0004:000001e8       __imp__SetFilePointer@16   004241e8     kernel32:KERNEL32.dll
0004:000001ec       __imp__SetStdHandle@8      004241ec     kernel32:KERNEL32.dll
0004:000001f0       __imp__FlushFileBuffers@4  004241f0     kernel32:KERNEL32.dll
0004:000001f4       __imp__CloseHandle@4       004241f4     kernel32:KERNEL32.dll
0004:000001f8       \177KERNEL32_NULL_THUNK_DATA 004241f8     kernel32:KERNEL32.dll

entry point at        0001:000000f0


Line numbers for .\Debug\CrashDemo.obj(d:\msdev\myprojects\crashdemo\crashdemo.cpp) segment .text

    13 0001:00000020    14 0001:00000038    15 0001:0000003f    16 0001:00000046
    17 0001:00000050    20 0001:00000070    21 0001:00000088    22 0001:0000008d

如果仔細瀏覽 Rva+Base 這欄，你會發現第一個比崩潰地址 0x0040104a 大的函數地址是 0x00401070 ，所以在 0x00401070 這個地址之前的那個入口就是產生崩潰的函數，也就是這行：

0001:00000020       ?Crash@@YAXXZ              00401020 f   CrashDemo.obj

因此，發生崩潰的函數就是 ?Crash@@YAXXZ ，所有以問號開頭的函數名稱都是 C++ 修飾的名稱。在我們的源程序中，也就是 Crash() 這個子函數。

OK，現在我們輕而易舉地便知道了發生崩潰的函數名稱，你是不是很興奮呢？呵呵，先別忙，接下來，更厲害的招數要出場了。

請注意 MAP 文件的最後部分——代碼行信息（Line numbers information），它是以這樣的形式顯示的：

13 0001:00000020

第一個數字代表在源代碼中的代碼行號，第二個數是該代碼行在所屬的代碼段中的偏移量。

如果要查找代碼行號，需要使用下面的公式做一些十六進制的減法運算：

崩潰行偏移 = 崩潰地址（Crash Address） - 基地址（ImageBase Address） - 0x1000

爲什麼要這樣做呢？細心的朋友可能會留意到 Rva+Base 這欄了，我們得到的崩潰地址都是由 偏移地址（Rva）+ 基地址（Base） 得來的，所以在計算行號的時候要把基地址減去，一般情況下，基地址的值是 0x00400000 。另外，由於一般的 PE 文件的代碼段都是從 0x1000 偏移開始的，所以也必須減去 0x1000 。

好了，明白了這點，我們就可以來進行小學減法計算了：

崩潰行偏移 = 0x0040104a - 0x00400000 - 0x1000 = 0x4a

如果瀏覽 MAP 文件的代碼行信息，會看到不超過計算結果，但卻最接近的數是 CrashDemo.cpp 文件中的：

16 0001:00000046

也就是在源代碼中的第 16 行，讓我們來看看源代碼:

16      i /= j;

哈！！！果然就是第 16 行啊！

興奮嗎？我也一樣！ ：）

方法已經介紹完了，從今以後，我們就可以精確地定位到源代碼中的崩潰行，而且只要編譯器可以生成 MAP 文件（包括 VC、MASM、VB、BCB、Delphi……），本方法都是適用的。我們時常抱怨 M$ 的產品如何如何差，但其實 M$ 還是有意無意間提供了很多有價值的信息給我們的，只是我們往往不懂得怎麼利用而已……相信這樣一來，你就可以更爲從容地面對“非法操作”提示了。你甚至可以要求用戶提供崩潰的地址，然後就可以坐在家中舒舒服服地找到出錯的那行，並進行修正。

是不是很爽呢？ ：）