C++程序崩溃解决方案

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C++程序崩溃解决方案

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前言

1. SetUnhandledExceptionFilter+ MiniDumpWriteDump + PDB解决方案

1.1 SetUnhandledExceptionFilter简介

1.2 MiniDumpWriteDump简介

1.3 PDB简介

1.4 捕获异常

1.4.1 pro文件

1.4.2 头文件

1.4.3 异常捕获函数

1.4.4 主函数调用

1.5 分析异常

1.5.1 解析dmp

1.5.1.1 设置符号文件路径

1.5.1.1 打开*.dmp文件

1.5.2 结合PDB定位具体函数

2. Google Breakpad方案

环境：
QT版本：5.6.2
开发环境：VS2013
系统版本：windows 7 64bit

前言

C++程序崩溃如何进行异常捕获处理？特别是发布版本为Release版本，要想保留现场和复现就更加困难。本文较少几种捕获程序异常定位问题的方案。

1. SetUnhandledExceptionFilter+ MiniDumpWriteDump + PDB解决方案

1.1 SetUnhandledExceptionFilter简介

Windows为应用程序提供了一种通过SetUnhandledExceptionFilter函数覆盖默认应用程序“崩溃”处理功能的方法。

通常，SetUndhandledExceptionFilter函数与崩溃报告一起使用。能够精确定位引起崩溃的代码行在事后调试中是非常宝贵的。

参数	要求
最小PC系统	Windows XP
最小服务器系统	Windows Server 2003
头文件	WinBase.h (包含在Windows.h)
Library	Kernel32.lib
DLL	Kernel32.dll

语法：


LPTOP_LEVEL_EXCEPTION_FILTER WINAPI SetUnhandledExceptionFilter(
  _In_ LPTOP_LEVEL_EXCEPTION_FILTER lpTopLevelExceptionFilter
);

1.2 MiniDumpWriteDump简介

MiniDumpWriteDump将用户模式minidump信息写入指定的文件。

参数	要求
平台	Windows
头文件	minidumpapiset.h (包含在Dbghelp.h)
Library	Dbghelp.lib
DLL	Dbghelp.dll; Dbgcore.dll
发布需求	DbgHelp.dll and Dbgcore.dll

语法：

BOOL MiniDumpWriteDump(
  HANDLE                            hProcess,
  DWORD                             ProcessId,
  HANDLE                            hFile,
  MINIDUMP_TYPE                     DumpType,
  PMINIDUMP_EXCEPTION_INFORMATION   ExceptionParam,
  PMINIDUMP_USER_STREAM_INFORMATION UserStreamParam,
  PMINIDUMP_CALLBACK_INFORMATION    CallbackParam
);

1.3 PDB简介

如何使QT的Release模式可调试（Windows）

MSDN : Program Database Files (C++)

1.4 捕获异常

1.4.1 pro文件

win32:LIBS += -lDbgHelp

1.4.2 头文件

    #include "Windows.h"
    #include <dbghelp.h>

1.4.3 异常捕获函数

//异常捕获函数
long ApplicationCrashHandler(EXCEPTION_POINTERS *pException)
{
    {
        // 在程序exe的上级目录中创建dmp文件夹
        QDir *dmp = new QDir;
        bool exist = dmp->exists("./dmp");
        if(exist == false)
        {
            dmp->mkdir("./dmp");
        }
    }

    QDateTime current_date_time = QDateTime::currentDateTime();
    QString current_date = current_date_time.toString("yyyy_MM_dd_hh_mm_ss");
    QString time =  current_date + ".dmp";
    EXCEPTION_RECORD *record = pException->ExceptionRecord;
    QString errCode(QString::number(record->ExceptionCode, 16));
    QString errAddr(QString::number((uint)record->ExceptionAddress, 16));
    QString errFlag(QString::number(record->ExceptionFlags, 16));
    QString errPara(QString::number(record->NumberParameters, 16));
    qDebug()<< "errCode: "<<errCode;
    qDebug()<< "errAddr: "<<errAddr;
    qDebug()<< "errFlag: "<<errFlag;
    qDebug()<< "errPara: "<<errPara;

    //创建 Dump 文件
    HANDLE hDumpFile = CreateFile((LPCWSTR)QString("./dmp/" + time).utf16(),
                                  GENERIC_WRITE, 0, NULL, CREATE_ALWAYS, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);

    if(hDumpFile != INVALID_HANDLE_VALUE)
    {
        //Dump信息
        MINIDUMP_EXCEPTION_INFORMATION dumpInfo;
        dumpInfo.ExceptionPointers = pException;
        dumpInfo.ThreadId = GetCurrentThreadId();
        dumpInfo.ClientPointers = TRUE;
        //写入Dump文件内容
        MiniDumpWriteDump(GetCurrentProcess(), GetCurrentProcessId(),hDumpFile, MiniDumpNormal, &dumpInfo, NULL, NULL);
        CloseHandle(hDumpFile);
    }
    else
    {
        qDebug()<< "hDumpFile == null";
    }

    //这里弹出一个错误对话框并退出程序
    QMessageBox::critical(NULL,QString::fromLocal8Bit("程序崩溃"),
                          QString::fromLocal8Bit("对于发生的错误，表示诚挚的歉意\n错误代码：%1\n错误地址：%2").arg(errCode).arg(errAddr),
                          QMessageBox::Ok);

    return EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER;
}

1.4.4 主函数调用

    int main(int argc, char *argv[])
    {
        //注册异常捕获函数
        SetUnhandledExceptionFilter((LPTOP_LEVEL_EXCEPTION_FILTER)ApplicationCrashHandler);
        ...
    }

1.5 分析异常

经过上面的设置可以生成*.dmp文件，结合*.pdb（如何使QT的Release模式可调试（Windows））就可以定位到源码中的函数，乃至于行数。

1.5.1 解析dmp

Windows 调试程序 (WinDbg) 可用于调试内核和用户模式代码，分析故障转储并检查 CPU 注册代码执行。

1.5.1.1 设置符号文件路径

也就是*.pdb的路径

在这里插入图片描述

1.5.1.1 打开*.dmp文件

Microsoft (R) Windows Debugger Version 6.12.0002.633 AMD64
Copyright (c) Microsoft Corporation. All rights reserved.


Loading Dump File [C:\Users\Administrator\Desktop\2018_11_01_19_32_09.dmp]
User Mini Dump File: Only registers, stack and portions of memory are available

Symbol search path is: C:\Users\Administrator\Desktop
Executable search path is: 
Windows 7 Version 7601 (Service Pack 1) MP (4 procs) Free x86 compatible
Product: WinNt, suite: SingleUserTS
Machine Name:
Debug session time: Thu Nov  1 19:32:09.000 2018 (UTC + 8:00)
System Uptime: not available
Process Uptime: 0 days 0:00:01.000
................................................................
.....................................................
This dump file has an exception of interest stored in it.
The stored exception information can be accessed via .ecxr.
(be0.ccc): Integer divide-by-zero - code c0000094 (first/second chance not available)
eax=fffffffd ebx=03331020 ecx=0058eaec edx=77a96c74 esi=03330fe0 edi=0058eb8c
eip=77a96c74 esp=0058e84c ebp=0058e85c iopl=0         nv up ei pl zr na pe nc
cs=001b  ss=0023  ds=0023  es=0023  fs=003b  gs=0000             efl=00000246
Unable to load image C:\Windows\System32\ntdll.dll, Win32 error 0n2
*** WARNING: Unable to verify timestamp for ntdll.dll
*** ERROR: Module load completed but symbols could not be loaded for ntdll.dll
ntdll+0x46c74:
77a96c74 c3              ret

1.5.2 结合PDB定位具体函数

输入命令，等待几秒后会打印出错误信息

    !analyze -v

在这里插入图片描述

至此，可以准确找到出现问题的函数。

2. Google Breakpad方案

Google breakpad是一个跨平台的崩溃转储和分析框架和工具集合。

默认情况下，当崩溃时breakpad会生成一个minidump文件，在不同平台上的实现机制不一样：
在windows平台上，使用微软提供的 SetUnhandledExceptionFilter() 方法来实现。
在OS X平台上，通过创建一个线程来监听 Mach Exception port 来实现。
在Linux平台上，通过设置一个信号处理器来监听 SIGILL SIGSEGV 等异常信号。

Source Code:

http://code.google.com/p/google-breakpad/

该方案将在后续文章中详细介绍。

Reference：
1.MSDN : SetUnhandledExceptionFilter函数
2.MSDN : MiniDumpWriteDump函数

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