Полную сборку (g++ -o exe main.cpp) можно разбить на этапы:
препроцессинг (
g++ -E) → исходный файл для компиляциикомпиляция (
g++ -c) → объектный файлсоздание библиотечного архива (
ar -r) → статическая библиотекалинковка (
ldилиg++) → исполняемый файл или динамическая библиотека
Существуют несколько форматов объектных файлов:
COFF — для Windows (ранее использовался в UNIX)
Mach-O — Mac OS X, iOS
ELF — для исполнимых файлов и динамических библиотек (Linux-системы)
Основные секции:
.text — секция кода
.data — секция данных
.rodata — секция констант
.bss — секция неинициализированных данных
Утилита для вывода списка символов в объектном файле —
nm(name mangling)Метод подходит для объектных файлов, статических и динамических библиотек и исполнимых файлов:
$ nm fuse/elsimdrv | less 000000000066f000 d _GLOBAL_OFFSET_TABLE_ 0000000000407f6a t _GLOBAL__sub_I_main 00000000004388b0 t _GLOBAL__sub_I__ZN7simfuse9simfuse_t13ioctl_commandIL13eldrv_ioctl_e3222850823EEEiPvS3_PKc 00000000004326a1 t _GLOBAL__sub_I__ZN7simfuse9simfuse_tC2ERKNSt7__cxx1112basic_stringIcSt11char_traitsIc... w __gmon_start__ 0000000000450538 r __GNU_EH_FRAME_HDR U __gxx_personality_v0@@CXXABI_1.3 00000000004068f0 T _init 000000000066ea10 t __init_array_end 000000000066e9f0 t __init_array_start 000000000044e640 R _IO_stdin_used
Выводит смещение, тип символа и название функции (до манглинга)
Типы символов: undefined, weak, text, data, … (
man nm)
Утилита
readelfВыводит адреса секций, используемых библиотек, rpath, содержимого секций
Вывод всей доступной информации:
$ readelf -W -a fuse/elsimdrv | lessВывод содержимого секции:
$ readelf -p .text fuse/elsimdrv | lessДобавлять свои секции можно через скрипты линковки
Есть способ добавлять символы в секции внутри исходного кода (зависит от компилятора):
// если в глобальной пространстве имёнstaticint a; // .bssconstint B = 44; // .rodataint bb[] = {0, 5, 8, 9}; // .data// через атрибутыexternvoidfoobar() __attribute__((section("bar")));
Статическая линковка — линковка со объектыми файлами и статическими библиотеками
Динамическая линковка — линковка с динамическими библиотеками
только разрешение имён
код не встраивается в объектный файл
библиотеку можно подменить при вызове
будет использован первый загруженный символ (
LD_PRELOAD)so-версионность
Позиционно независимый код (
-fPIC) для динамических объектовЗагрузку секций можно изменять с помощью ld-скриптов
В действительности выполняется команда
/lib/ld-linux-x86-64.so ./programРабота загрузчика динамических библиотек:
найти все используемые динамические библиотеки
для поиска используются:
rpath объектного файла
LD_LIBRARY_PATH
LD_PRELOAD для перегрузки функций
/etc/ld.so.cache
загрузка найденных библиотек и их зависимостей
загрузка и запуск программы
ldd— узнать список загружаемых библиотекЕсли в программе нет динамической зависимости, загрузчик не используется
ltraceпозволяет выводить в реальном времени вызовы динамических библиотекstrace— вывод системных вызововСистемный вызов — выполняется ядром (
man syscalls):$ strace ls execve("/nix/store/cb3slv3szhp46xkrczqw7mscy5mnk64l-coreutils-8.29/bin/ls", ["ls"], 0x7ffe1f4b0c50 /* 143 vars */) = 0 brk(NULL) = 0x2276000 mmap(NULL, 8192, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = 0x7f3e0ff22000 access("/etc/ld-nix.so.preload", R_OK) = -1 ENOENT (No such file or directory) openat(AT_FDCWD, "/run/opengl-driver/lib/tls/haswell/x86_64/librt.so.1", O_RDONLY|O_CLOEXEC) = -1 ENOENT (No such file or directory) stat("/run/opengl-driver/lib/tls/haswell/x86_64", 0x7fffcefcb4e0) = -1 ENOENT (No such file or directory) openat(AT_FDCWD, "/run/opengl-driver/lib/tls/haswell/librt.so.1", O_RDONLY|O_CLOEXEC) = -1 ENOENT (No such file or directory) stat("/run/opengl-driver/lib/tls/haswell", 0x7fffcefcb4e0) = -1 ENOENT (No such file or directory) ...strace -c— простейший профайлер системных вызовов
GDB — GNU Debugger
Подобен интерпретатору
Есть скриптовый режим
Можно писать собственные плагины
Поддерживает режим TUI
Отладка крешдампов
Почему у меня не видно символов? Нужны отладочные символы:
g++ -g -O0cmake -DCMAKE_BUILD_TYPE=Debug <source_dir>— дебаг-режимcmake -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release <source_dir>— релиз-режим (обычно соответствует-O3)
gdb-server— удалённая отладка
gdb ./progname— загрузка программы в отладчикbreakилиbreak <linenumber>— точка остановаrun [args]— запуск программы с аргументамиargscontinue— продолжение выполнения программыstep(stepi),next(nexti) — пошаговое выполнениеbacktrace— получение бэктрейсаframe <num>— перейти на<num>уровень стека из бэктрейсаup,down— пемерещения по уровням стекаthread <num>— перемещение по потокамquitили комбинация Ctrl-D — завершение отладкиможно писать только первые буквы команд
Ключи компиляции:
-Wall,-pedantic,-Wextra,-fsanitizeЗапуск программы через memchecker
Valgrind:
==8736== Invalid write of size 8 ==8736== at 0x4C31133: memcpy@GLIBC_2.2.5 (in /lib/vgpreload_memcheck-amd64-linux.so) ==8736== by 0x4813B4: dma_copy_data (dma.c:48) ==8736== by 0x4815EE: dma_copy2d (dma.c:110) ==8736== by 0x47CFC0: copy_block_unsafe (copy_block.c:49) ==8736== by 0x47D549: copy_real_part (copy_block.c:259) ==8736== by 0x47DA75: copy_block_by_replicate_border (copy_block.c:362) ==8736== by 0x47E2C2: copy_block (copy_block.c:554) ==8736== by 0x480BB8: copy_output (parallel_context.c:60) ==8736== by 0x4810BE: wait_last (parallel_context.c:175) ==8736== by 0x47F681: iterate_through_static_tiles (tile_segmentation.c:436) ==8736== by 0x47FE71: tile_segmentation (tile_segmentation.c:567) ==8736== by 0x47233A: kernel_CombinePlane_3 (kernel_ChannelCombine.c:110) ==8736== Address 0x6bb1bc0 is 0 bytes after a block of size 307,200 alloc'd ==8736== at 0x4C2F126: memalign (in /lib/vgpreload_memcheck-amd64-linux.so) ==8736== by 0x454109: vxAllocatePlane (vx_image.c:203) ==8736== by 0x454974: vxInitializeImage (vx_image.c:341) ==8736== by 0x454A46: vxCreateImage (vx_image.c:358) ==8736== by 0x415DF4: main (sampleMinMaxLoc.c:65)
Запуск valgrind $ valgrind --vgdb=yes --vgdb-error=0 prog ==20836== Memcheck, a memory error detector ==20836== Copyright (C) 2002-2011, and GNU GPL'd, by Julian Seward et al. ==20836== Using Valgrind-3.7.0 and LibVEX; rerun with -h for copyright info ==20836== Command: /tmp/e ==20836== ==20836== (action at startup) vgdb me ... ==20836== ==20836== TO DEBUG THIS PROCESS USING GDB: start GDB like this ==20836== /path/to/gdb /tmp/e ==20836== and then give GDB the following command ==20836== target remote | vgdb --pid=20836 ==20836== --pid is optional if only one valgrind process is running ==20836== | Запуск в другой сессии $ gdb ./prog (gdb) target remote | vgdb --pid=20836 Remote debugging using | vgdb relaying data between gdb and process 2418 Reading symbols from /lib/ld-linux.so.2...done. Reading symbols from /usr/lib/debug/lib/ld-2.11.2.so.debug...done. Loaded symbols for /lib/ld-linux.so.2 [Switching to Thread 2418] 0x001f2850 in _start () from /lib/ld-linux.so.2 (gdb) ... (gdb) monitor exit |
