Ошибка сегментирования core dumped linux

What does it mean?

See AU: What is a segmentation fault? post and also this post which have some examples how reproduce it, SO: What is segmentation fault?.

The simplest description I can come with (may be not the perfect):

The program tried to access a memory area out side its own section. Operating system blocks it.

Some cases: Reading value with uninitialized pointer, Going out of range in an array, Function call (when backward compatibility not maintained), …

However, it is not always easy find the cause with large programs or those which relay on other project lib’s. And most of the cases end up with a bug report, either for target program or one of its dependencies (either upstream project or downstream distribution package).

How can I resolve this issue?

• Fire a bug report

  If you didn’t make any custom configuration/setup and you all updates installed. fire a bug report, see How do I report a bug?

  If open source supported by Ubuntu use ubuntu-bug (apport-bug). For 3rd party closed source, check their help pages how to report bugs and collect related data.

• Take initiative to debug

  If you you have even a little programming background, it is recommended that you try your best to resolve it yourself. There many bug reports out there inactive for years. At least, you may be able to collect enough debug data that help resolve the issue when reporting it.

  That’s means that you are breaking the user abstraction level and opening the black box! (FLOSS actually has transparent box).

Some Useful Tools for Debugging

Some … I mean there are many other useful tools out there that you gonna find when you dig in more.

1. apport-bug logs / core dump / backtrace

   If you don’t have an error message before segmentation fault. Run it with --save option and look for back-trace log:

   apport-bug program-cmd --save bug-report_output.txt
   

2. gdb backtrace / debuging source code

   If it didn’t work, use gdb:

   $ gdb program-cmd
   (gdb) run
   (gdb) backtrace
   

   If you get any error message, check the web, launchpad and in upstream project bug tracker if there any similar cases.

   For some advanced users or who are following a c/c++ learning path, they could download the corresponding -dbg symbols packages. Then you can use gdb to trace program flow through the source and get the exact function/instruction that raise the runtime error.

   For Ubuntu(Debian) based distributions, source code of a package can be downloaded using:

   apt-get source <package-name>
   

3. strace system call tracing

   Another tool that may help is strace, I like it. It’s really a powerful tool.

   It presents itself:

   In the simplest case strace runs the specified command until it exits. It intercepts and records the system calls which are called by a
   process and the signals which are received by a process. The name of each system call, its arguments and its return value are printed on
   standard error or to the file specified with the -o option.

   strace is a useful diagnostic, instructional, and debugging tool. System administrators, diagnosticians and trouble-shooters will find it
   invaluable for solving problems with programs for which the source is not readily available since they do not need to be recompiled in
   order to trace them. Students, hackers and the overly-curious will find that a great deal can be learned about a system and its system
   calls by tracing even ordinary programs. And programmers will find that since system calls and signals are events that happen at the
   user/kernel interface, a close examination of this boundary is very useful for bug isolation, sanity checking and attempting to capture
   race conditions.

   ^{Source: man strace}

4. ltrace dynamic library call tracing

   ltrace is a program that simply runs the specified command until
   it
   exits. It intercepts and records the dynamic library calls which are
   called by the executed process and the signals which are received by
   that process. It can also intercept and print the system calls exe‐
   cuted by the program.

   Its use is very similar to strace(1).

   ^{Source: man ltrace}

The core file is normally called core and is located in the current working directory of the process. However, there is a long list of reasons why a core file would not be generated, and it may be located somewhere else entirely, under a different name. See the core.5 man page for details:

DESCRIPTION

The default action of certain signals is to cause a process to
terminate and produce a core dump file, a disk file containing an
image of the process’s memory at the time of termination. This image
can be used in a debugger (e.g., gdb(1)) to inspect the state of the
program at the time that it terminated. A list of the signals which
cause a process to dump core can be found in signal(7).

…

There are various circumstances in which a core dump file is not produced:

   *  The process does not have permission to write the core file.  (By
      default, the core file is called core or core.pid, where pid is
      the ID of the process that dumped core, and is created in the
      current working directory.  See below for details on naming.) 
      Writing the core file will fail if the directory in which it is to
      be created is nonwritable, or if a file with the same name exists
      and is not writable or is not a regular file (e.g., it is a
      directory or a symbolic link).
   *  A (writable, regular) file with the same name as would be used for
      the core dump already exists, but there is more than one hard link
      to that file.
   *  The filesystem where the core dump file would be created is full;
      or has run out of inodes; or is mounted read-only; or the user has
      reached their quota for the filesystem.
   *  The directory in which the core dump file is to be created does
      not exist.
   *  The RLIMIT_CORE (core file size) or RLIMIT_FSIZE (file size)
      resource limits for the process are set to zero; see getrlimit(2)
      and the documentation of the shell's ulimit command (limit in
      csh(1)).
   *  The binary being executed by the process does not have read
      permission enabled.
   *  The process is executing a set-user-ID (set-group-ID) program that
      is owned by a user (group) other than the real user (group) ID of
      the process, or the process is executing a program that has file
      capabilities (see capabilities(7)).  (However, see the description
      of the prctl(2) PR_SET_DUMPABLE operation, and the description of
      the /proc/sys/fs/suid_dumpable file in proc(5).)
   *  (Since Linux 3.7) The kernel was configured without the
      CONFIG_COREDUMP option.

In addition, a core dump may exclude part of the address space of the
process if the madvise(2) MADV_DONTDUMP flag was employed.

Naming of core dump files

By default, a core dump file is named core, but the
/proc/sys/kernel/core_pattern file (since Linux 2.6 and 2.4.21) can
be set to define a template that is used to name core dump files.
The template can contain % specifiers which are substituted by the
following values when a core file is created:

       %%  a single % character
       %c  core file size soft resource limit of crashing process (since
           Linux 2.6.24)
       %d  dump mode—same as value returned by prctl(2) PR_GET_DUMPABLE
           (since Linux 3.7)
       %e  executable filename (without path prefix)
       %E  pathname of executable, with slashes ('/') replaced by
           exclamation marks ('!') (since Linux 3.0).
       %g  (numeric) real GID of dumped process
       %h  hostname (same as nodename returned by uname(2))
       %i  TID of thread that triggered core dump, as seen in the PID
           namespace in which the thread resides (since Linux 3.18)
       %I  TID of thread that triggered core dump, as seen in the
           initial PID namespace (since Linux 3.18)
       %p  PID of dumped process, as seen in the PID namespace in which
           the process resides
       %P  PID of dumped process, as seen in the initial PID namespace
           (since Linux 3.12)
       %s  number of signal causing dump
       %t  time of dump, expressed as seconds since the Epoch,
           1970-01-01 00:00:00 +0000 (UTC)
       %u  (numeric) real UID of dumped process

Не всегда программы в Linux запускаются как положено. Иногда, в силу разных причин программа вместо нормальной работы выдает ошибку. Но нам не нужна ошибка, нам нужна программа, вернее, та функция, которую она должна выполнять. Сегодня мы поговорим об одной из самых серьезных и непонятных ошибок. Это ошибка сегментации Ubuntu. Если такая ошибка происходит только один раз, то на нее можно не обращать внимания, но если это регулярное явление нужно что-то делать.

Конечно, случается эта проблема не только в Ubuntu, а во всех Linux дистрибутивах, поэтому наша инструкция будет актуальна для них тоже. Но сосредоточимся мы в основном на Ubuntu. Рассмотрим что такое ошибка сегментирования linux, почему она возникает, а также как с этим бороться и что делать.

Что такое ошибка сегментации?

Ошибка сегментации, Segmentation fault, или Segfault, или SIGSEGV в Ubuntu и других Unix подобных дистрибутивах, означает ошибку работы с памятью. Когда вы получаете эту ошибку, это значит, что срабатывает системный механизм защиты памяти, потому что программа попыталась получить доступ или записать данные в ту часть памяти, к которой у нее нет прав обращаться.

Чтобы понять почему так происходит, давайте рассмотрим как устроена работа с памятью в Linux, я попытаюсь все упростить, но приблизительно так оно и работает.

Допустим, в вашей системе есть 6 Гигабайт оперативной памяти, каждой программе нужно выделить определенную область, куда будет записана она сама, ее данные и новые данные, которые она будет создавать. Чтобы дать возможность каждой из запущенных программ использовать все шесть гигабайт памяти был придуман механизм виртуального адресного пространства. Создается виртуальное пространство очень большого размера, а из него уже выделяется по 6 Гб для каждой программы. Если интересно, это адресное пространство можно найти в файле /proc/kcore, только не вздумайте никуда его копировать.

Выделенное адресное пространство для программы называется сегментом. Как только программа попытается записать или прочитать данные не из своего сегмента, ядро отправит ей сигнал SIGSEGV и программа завершится с нашей ошибкой. Более того, каждый сегмент поделен на секции, в некоторые из них запись невозможна, другие нельзя выполнять, если программа и тут попытается сделать что-то запрещенное, мы опять получим ошибку сегментации Ubuntu.

Почему возникает ошибка сегментации?

И зачем бы это порядочной программе лезть, куда ей не положено? Да в принципе, незачем. Это происходит из-за ошибки при написании программ или несовместимых версиях библиотек и ПО. Часто эта ошибка встречается в программах на Си или C++. В этом языке программисты могут вручную работать с памятью, а язык со своей стороны не контролирует, чтобы они это делали правильно, поэтому одно неверное обращение к памяти может обрушить программу.

Почему может возникать эта ошибка при несовместимости библиотек? По той же причине — неверному обращению к памяти. Представим, что у нас есть библиотека linux (набор функций), в которой есть функция, которая выполняет определенную задачу. Для работы нашей функции нужны данные, поэтому при вызове ей нужно передать строку. Наша старая версия библиотеки ожидает, что длина строки будет до 256 символов. Но программа была обновлена формат записи поменялся, и теперь она передает библиотеке строку размером 512 символов. Если обновить программу, но оставить старую версию библиотеки, то при передаче такой строки 256 символов запишутся нормально в подготовленное место, а вот вторые 256 перезапишут данные программы, и возможно, попытаются выйти за пределы сегмента, тогда и будет ошибка сегментирования linux.

Что делать если возникла ошибка сегментирования?

Если вы думаете, что это ошибка в программе, то вам остается только отправить отчет об ошибке разработчикам. Но вы все-таки еще можете попытаться что-то сделать.

Например, если падает с ошибкой сегментации неизвестная программа, то мы можем решить что это вина разработчиков, но если с такой ошибкой падает chrome или firefox при запуске возникает вопрос, может мы делаем что-то не так? Ведь это уже хорошо протестированные программы.

Первое, что нужно сделать — это обновить систему до самой последней версии, возможно, был баг и его уже исправили, а может у вас установлены старые версии библиотек и обновление решит проблему. В Ubuntu это делается так:

sudo apt update
sudo apt full-upgrade

Если это не помогло, нужно обнулить настройки программы до значений по умолчанию, возможно, удалить кэш. Настройки программ в Linux обычно содержатся в домашней папке, скрытых подкаталогах с именем программы. Также, настройки и кэш могут содержаться в каталогах ~/.config и ~/.cache. Просто удалите папки программы и попробуйте снова ее запустить. Если и это не помогло, вы можете попробовать полностью удалить программу, а потом снова ее установить, возможно, какие-нибудь зависимости были повреждены:

sudo apt remove пакет_программы
sudo apt autoremove
sudo apt install пакет_программы

Если есть возможность, попробуйте установить программу из другого источника, например, не из PPA, а более старую версию, из официальных репозиториев.

Когда вы все это выполнили, скорее всего, проблема не в вашем дистрибутиве, а в самой программе. Нужно отправлять отчет разработчикам. В Ubuntu это можно сделать с помощью программы apport-bug. Обычно Ubuntu предлагает это сделать сразу, после того как программа завершилась с ошибкой сегментирования. Если же ошибка сегментирования Ubuntu встречается не в системной программе, то вам придется самим искать разработчиков и вручную описывать что произошло.

Чтобы помочь разработчикам решить проблему, недостаточно отправить им только сообщение что вы поймали Segmentation Fault, нужно подробно описать проблему, действия, которые вы выполняли перед этим, так чтобы разработчик мог их воспроизвести. Также, желательно прикрепить к отчету последние функции, которые вызывала программа (стек вызовов функций), это может очень сильно помочь разработчикам.

Рассмотрим, как его получить. Это не так уж сложно. Сначала запустите вашу программу, затем узнайте ее PID с помощью команды:

pgrep программа

Дальше запускаем отладчик gdb:

sudo gdb -q

Подключаемся к программе:

(gdb) attach ваш_pid

После подключения программа станет на паузу, продолжаем ее выполнение командой:

(gdb) continue

Затем вам осталось только вызвать ошибку:

И набрать команду, которая выведет стек последних вызовов:

(gdb) backtrace

Вывод этой команды и нужно отправлять разработчикам. Чтобы отключиться от программы и выйти наберите:

(gdb) detach
(gdb) quit

Дальше остается отправить отчет и ждать исправления ошибки. Если вы не уверены, что ошибка в программе, можете поспрашивать на форумах. Когда у вас есть стек вызовов, уже можно попытаться, если не понять в чем проблема, то попытаться узнать, не сталкивался ли с подобной проблемой еще кто-то.

Выводы

Теперь у вас есть приблизительный план действий, что нужно делать, когда появляется ошибка сегментирования сделан дамп памяти ubuntu. Если вы знаете другие способы решить эту проблему, напишите в комментариях!

Обнаружили ошибку в тексте? Сообщите мне об этом. Выделите текст с ошибкой и нажмите Ctrl+Enter.