• 如何使用MAP文件找到程序崩溃时源码是哪行异常


    (转载)

    作为程序员,我们平时最担心见到的事情是什么?是内存泄漏?是界面不好看?……错啦!我相信我的看法是不会有人反对的——那就是,程序发生了崩溃!


    “该程序执行了非法操作,即将关闭。请与你的软件供应商联系。”,呵呵,这句 M$ 的“名言”,恐怕就是程序员最担心见到的东西了。有的时候,自己的程序在自己的机器上运行得好好的,但是到了别人的机器上就崩溃了;有时自己在编写和测试 的过程中就莫名其妙地遇到了非法操作,但是却无法确定到底是源代码中的哪行引起的……是不是很痛苦呢?不要紧,本文可以帮助你走出这种困境,甚至你从此之 后可以自豪地要求用户把崩溃地址告诉你,然后你就可以精确地定位到源代码中出错的那行了。(很神奇吧?呵呵。)

    首先我必须强调的是,本方法可以在目前市面上任意一款编译器上面使用。但是我只熟悉 M$ 的 VC 和 MASM ,因此后面的部分只介绍如何在这两个编译器中实现,请读者自行融会贯通,掌握在别的编译器上使用的方法。

    Well,废话说完了,让我们开始! :)

    首先必须生成程序的 MAP 文件。什么是 MAP 文件?简单地讲, MAP 文件是程序的全局符号、源文件和代码行号信息的唯一的文本表示方法,它可以在任何地方、任何时候使用,不需要有额外的程序进行支持。而且,这是唯一能找出程序崩溃的地方的救星。

    好吧,既然 MAP 文件如此神奇,那么我们应该如何生成它呢?在 VC 中,我们可以按下 Alt+F7 ,打开“Project Settings”选项页,选择 C/C++ 选项卡,并在最下面的 Project Options 里面输入:/Zd ,然后要选择 Link 选项卡,在最下面的 Project Options 里面输入: /mapinfo:lines 和 /map:PROJECT_NAME.map 。最后按下 F7 来编译生成 EXE 可执行文件和 MAP 文件。

    在 MASM 中,我们要设置编译和连接参数,我通常是这样做的:

    rc %1.rc
    ml /c /coff /Zd %1.asm
    link /subsystem:windows /mapinfo:exports /mapinfo:lines /map:%1.map %1.obj %1.res

    把它保存成 makem.bat ,就可以在命令行输入 makem filename 来编译生成 EXE 可执行文件和 MAP 文件了。

    在此我先解释一下加入的参数的含义:

    /Zd              表示在编译的时候生成行信息
    /map[:filename]  表示生成 MAP 文件的路径和文件名
    /mapinfo:lines  表示生成 MAP 文件时,加入行信息
    /mapinfo:exports 表示生成 MAP 文件时,加入 exported functions (如果生成的是 DLL 文件,这个选项就要加上)

    OK,通过上面的步骤,我们已经得到了 MAP 文件,那么我们该如何利用它呢?

    让我们从简单的实例入手,请打开你的 VC ,新建这样一个文件:

    01  //****************************************************************
    02  //程序名称:演示如何通过崩溃地址找出源代码的出错行
    03  //作者:罗聪
    04  //日期:2003-2-7
    05  //出处:http://www.luocong.com(老罗的缤纷天地)
    06  //本程序会产生“除0错误”,以至于会弹出“非法操作”对话框。
    07  //“除0错误”只会在 Debug 版本下产生,本程序为了演示而尽量简化。
    08  //注意事项:如欲转载,请保持本程序的完整,并注明:
    09  //转载自“老罗的缤纷天地”(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  }

    很显然本程序有“除0错误”,在 Debug 方式下编译的话,运行时肯定会产生“非法操作”。好,让我们运行它,果然,“非法操作”对话框出现了,这时我们点击“详细信息”按钮,记录下产生崩溃的地址——在我的机器上是 0x0040104a 。

    再看看它的 MAP 文件:(由于文件内容太长,中间没用的部分我进行了省略)

    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

    如果仔细浏览 Rva+Base 这栏,你会发现第一个比崩溃地址 0x0040104a 大的函数地址是 0x00401070 ,所以在 0x00401070 这个地址之前的那个入口就是产生崩溃的函数,也就是这行:

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

    因此,发生崩溃的函数就是 ?Crash@@YAXXZ ,所有以问号开头的函数名称都是 C++ 修饰的名称。在我们的源程序中,也就是 Crash() 这个子函数。

    OK,现在我们轻而易举地便知道了发生崩溃的函数名称,你是不是很兴奋呢?呵呵,先别忙,接下来,更厉害的招数要出场了。

    请注意 MAP 文件的最后部分——代码行信息(Line numbers information),它是以这样的形式显示的:

    13 0001:00000020

    第一个数字代表在源代码中的代码行号,第二个数是该代码行在所属的代码段中的偏移量。

    如果要查找代码行号,需要使用下面的公式做一些十六进制的减法运算:

    崩溃行偏移 = 崩溃地址(Crash Address) - 基地址(ImageBase Address) - 0x1000

    为什么要这样做呢?细心的朋友可能会留意到 Rva+Base 这栏了,我们得到的崩溃地址都是由 偏移地址(Rva)+ 基地址(Base) 得来的,所以在计算行号的时候要把基地址减去,一般情况下,基地址的值是 0x00400000 。另外,由于一般的 PE 文件的代码段都是从 0x1000 偏移开始的,所以也必须减去 0x1000 。

    好了,明白了这点,我们就可以来进行小学减法计算了:

    崩溃行偏移 = 0x0040104a - 0x00400000 - 0x1000 = 0x4a

    如果浏览 MAP 文件的代码行信息,会看到不超过计算结果,但却最接近的数是 CrashDemo.cpp 文件中的:

    16 0001:00000046

    也就是在源代码中的第 16 行,让我们来看看源代码:

    16      i /= j;

    哈!!!果然就是第 16 行啊!

    兴奋吗?我也一样! :)

    方法已经介绍完了,从今以后,我们就可以精确地定位到源代码中的崩溃行,而且只要编译器可以生成 MAP 文件(包括 VC、MASM、VB、BCB、Delphi……),本方法都是适用的。我们时常抱怨 M$ 的产品如何如何差,但其实 M$ 还是有意无意间提供了很多有价值的信息给我们的,只是我们往往不懂得怎么利用而已……相信这样一来,你就可以更为从容地面对“非法操作”提示了。你甚至可 以要求用户提供崩溃的地址,然后就可以坐在家中舒舒服服地找到出错的那行,并进行修正。

    是不是很爽呢? :) 
     
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