仅通过崩溃地址找出源代码的出错行

Love The Way You Lie 2022-10-01 04:40 69阅读 0赞

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？ ：）