Linux Unix Stack Trace Segmentation Fault

Obtenir automatiquement des traces de pile sur les systèmes Unix

Les erreurs de segmentation peuvent être un cauchemar pour les développeurs, offrant souvent des informations limitées pour diagnostiquer les problèmes dans vos applications Unix. Heureusement, il existe un moyen d’automatiser la génération de traces de pile dès qu’une telle erreur se produit, vous permettant de capturer des informations précieuses sans attendre qu’un développeur analyse manuellement les dumps de cœur. Dans cet article, nous explorerons comment mettre en œuvre ce mécanisme de manière efficace en utilisant un gestionnaire de signaux pour créer des traces de pile automatiquement chaque fois qu’un SIGSEGV (erreur de segmentation) se produit.

Qu’est-ce qu’une trace de pile ?

Une trace de pile est un rapport des cadres de pile actifs à un moment précis, généralement lorsqu’une erreur ou une exception s’est produite. Elle fournit une représentation visuelle des appels de fonction qui ont conduit à la faute, aidant les développeurs à comprendre le contexte de l’erreur.

Le problème : gérer SIGSEGV sur Unix

Lorsque votre application rencontre une erreur de segmentation, le comportement par défaut du système pourrait ne pas fournir un contexte suffisant pour résoudre le problème. Vous pourriez attacher un débogueur comme GDB et examiner les dumps de cœur, mais ce processus n’est ni automatisé ni pratique. Que diriez-vous s’il existait un moyen de consigner automatiquement une trace de pile chaque fois qu’un tel événement se produit ? C’est là qu’un gestionnaire de signaux entre en jeu.

La solution : utiliser un gestionnaire de signaux avec Backtrace

Si vous êtes sur un système de type Unix qui prend en charge la fonctionnalité backtrace (comme Linux et BSD), vous pouvez répondre programmétiquement aux signaux en utilisant un gestionnaire de signaux. Voici une implémentation simple d’un gestionnaire qui capture une trace de pile et l’imprime sur la console.

Étapes de mise en œuvre

  1. Inclure les en-têtes requis : Vous devez inclure les bibliothèques appropriées pour la gestion des signaux et les fonctions de backtrace.

  2. Créer le gestionnaire de signaux : Définir une fonction qui sera appelée lorsqu’une erreur de segmentation se produira.

  3. Capturer et imprimer la Backtrace : Utilisez les fonctions backtrace et backtrace_symbols pour capturer la trace de la pile et l’imprimer.

  4. Définir le gestionnaire de signaux : Enregistrez votre gestionnaire de signaux personnalisé afin qu’il soit appelé lorsqu’un SIGSEGV se produit.

Exemple de code

Voici une implémentation d’exemple en C :

#include <execinfo.h>
#include <signal.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

void sig_handler(int sig) {
    void *array[25];
    int nSize = backtrace(array, 25);
    char **symbols = backtrace_symbols(array, nSize);

    // Imprimer la trace de pile
    for (int i = 0; i < nSize; i++) {
        puts(symbols[i]);
    }

    free(symbols);
    signal(sig, &sig_handler); // Réinscrire le gestionnaire de signaux
}

void cause_segv() {
    kill(0, SIGSEGV); // Déclencher SIGSEGV
}

int main(int argc, char **argv) {
    signal(SIGSEGV, &sig_handler); // Enregistrer le gestionnaire de signaux
    cause_segv();  // Appeler une fonction qui cause une erreur de segmentation

    return 0;
}

Explication de la sortie

Lorsque le programme ci-dessus est exécuté et qu’une erreur de segmentation se produit, la sortie affichera les cadres de pile menant à la faute, semblable à ceci :

0   a.out                               0x00001f2d sig_handler + 35
1   libSystem.B.dylib                   0x95f8f09b _sigtramp + 43
2   ???                                 0xffffffff 0x0 + 4294967295
3   a.out                               0x00001fb1 cause_segv + 26
4   a.out                               0x00001fbe main + 40

Cette sortie vous aide à identifier la séquence des appels de fonction et le point exact où l’erreur de segmentation s’est produite.

Améliorer la solution avec des fonctionnalités optionnelles

Bien que la solution ci-dessus offre un cadre de base, vous souhaitiez peut-être l’améliorer avec des fonctionnalités supplémentaires qui améliorent vos capacités de débogage. Voici quelques fonctionnalités optionnelles à considérer :

  • Collecte d’informations supplémentaires : Rassemblez des fichiers de configuration pertinents ou des détails d’environnement au moment du crash. Ce contexte peut être inestimable pour diagnostiquer des problèmes complexes.
  • Envoyer par e-mail les informations sur le crash : Envoyez automatiquement un rapport de crash, y compris la trace de pile et les informations collectées, à l’équipe de développement pour une attention immédiate.
  • Support pour les bibliothèques dynamiques : Intégrez la gestion de backtrace dans une bibliothèque partagée dlopenée, facilitant ainsi l’utilisation de cette fonctionnalité dans des applications modulaires.
  • Pas de GUI requise : Cette solution fonctionne entièrement dans la console, ce qui la rend adaptée aux environnements serveur ou aux systèmes sans interfaces graphiques.

Conclusion

En implémentant un gestionnaire de signaux et en utilisant la fonctionnalité backtrace, vous pouvez générer automatiquement des traces de pile lors des erreurs de segmentation sur les systèmes Unix. Cette approche simplifie non seulement le processus de débogage, mais fournit également aux développeurs des informations cruciales qui peuvent accélérer la résolution des problèmes. Envisagez d’ajouter des fonctionnalités optionnelles pour adapter la solution à vos besoins, rendant votre stratégie de débogage plus robuste et efficace.

N’hésitez pas à adopter cette méthode dans vos projets, et faites-nous savoir si vous avez d’autres questions ou suggestions d’amélioration !