PB173 - Binární programování Linux
V. DWARF
Jiri Slabý
ITI, Fakulta informatiky
15. 10. 2013
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/07
15. 10. 2013      1 /16
DWARF
• Strukturované ladicí informace
• Zápis komplikovaných výrazů 9 Vytvářené překladačem
• Nezávislost na jazyku a formátu souborů a Dokumentace
• Introduction to the DWARF Debugging Format
• DWARF Debugging Information Format (Version 4)
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/07
15. 10. 2013      2/ 16
DWARF formát
• Ladicí informace v lese skoro-stromů
• Pro každý zdrojový soubor jeden skoro-strom
• Uzly stromů jsou Debugging Information Entry(D\E)
• Jeden DIE může odkazovat na kterýkoliv jiný
DIE
type = compilationjjnit dir = /tmp/test name = test.c producer = GCC
DIE	
type =	subprogram
name	= fun
type =	int
DIE			DIE	
type =	subprogram		type =	base.type
name	= mam		name	= int
type =	int		size =	4
J. Slaby (ITI, Fl)
PB173/07
15. 10. 2013      3/ 16
DWARF a ELF
O DWARF je v ELFu uložený v .debug_* sekcích
• .debug_inf o: všechny DIE z lesa stromů
• .debug_abbrev: formát .debug_inf o (Figure 48 V DWARF) 9 .debug_types: popis datových typů
• .debug_str: řetězce odkazované z .debug_info
• .debug_iine: překlad instrukce -o- řádek kódu
Q Výpis DWARFu v ELFu
• readelf —debug-dump
• objdump —dwarf
• dwarf dump (z libdwarf)
J. Slaby (ITI, Fl)
PB173/07
15. 10. 2013      4/ 16
Knihovny na práci s DWARF
Dvě různé implementace knihoven
O libdwarf
• Starší
• Hůř se s ní pracuje
• Obsahuje méně chyb
• Lépe dokumentovaná
• libdwarf/libdwarf.h O libdw alibdwf1
• Podpora nových standardů DWARF
• Lepší rozhraní
• Základní: libdw (elfutils/libdw.h)
• Nadstavba: libdwfi (eifutils/libdwfí.h) 9 Tuto budeme používat
J. Slabý (ITI, Fl) PB173/07 15.10.2013     5/ 16
libdw a libdwf 1
• Knihovny jsou součástí elfutils
a Lze je používat střídavě (jako elf a gelf)
a Inicializace: Dwfl *dwf l_begin(const Dwf l_Callbacks *cb) O .section_address = dwfl_offline_section_address
• Ukončení: void dwf 1_ end (Dwfl *dwfl)
• Poslední chyba: dwf i_errmsg(-i) a Dokumentace
• V hlavičkových souborech
• Knihovny při překladu: gcc ... -ldw
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/07
15. 10. 2013      6/ 16
Úkol
Inicializace libdwf i O Nainstalujte si libdw (a libdwf i) O Vytvořte si main O Definujte si statické háčky
• Struktura const Dwf l_Callbacks
• .section_address = dwfl_offline_section_address
O Zavolejte dwf l_begin O Zavolejte dwf l_end
O Ověřujte návratové hodnoty a vypisujte chyby O Přeložte a spusťte
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/07
15. 10. 2013      7/ 16
libdw a libdwf 1 - soubory
Načtení ELFu s DWARFem uvnitř
• Dwfl_Module *dwfl_report_offline(Dwf1 *dwfl, const char *name, const char *file_name, int fd)
• dwf l: návratová hodnota z dwf l_begin 9 name: cokoliv (např. "")
• f ile_name: jméno souboru
• f d:-1 (nebo souborový deskriptor, pak f iie_name == "")
Průchod stromů (jednotlivých Compilation Unit)
• Dwarf_Die *dwfl_nextcu(Dwf1 *dwfl, Dwarf_Die *lastcu, Dwarf_Addr *bias)
• dwf l: návratová hodnota z dwf l_begin
• lastcu: poslední CU
• bias: přičítá se k adresám, které vrací libdw
mod = dwfLreporLoffline (dwfl, "", argv[1], -1); while ((die = dwfl.nextcu(dwfl, die, &bias))) { ... }
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/07
15. 10. 2013      8/ 16
Úkol
Otevření ELFu pomocí libdwf i O Přidávejte kód mezi dwf i_begin a dwf i_end O Zavolejte dwfl_report_offline O Iterujte přes CU DIE dwf l_nextcu
• Spočítejte z kolika souborů je objekt přeložen
O Ověřujte návratové hodnoty a vypisujte chyby O Přeložte a spusťte
J. Slabý (ITI, Fl)
DIE
Debugging Information Entry
• Typ/tag DW_TAG_*
• Z DIE: int dwarf_tag (Dwarf_Die *die)
• DW_TAG_compile_unit:0 SOUboru
• DW_TAG_subprogram: 0 funkci
• DW_TAG_base_type: 0typu
DIE
type = compilationjjnit dir = /tmp/test name = test.c producer = GCC
• Seznam dvojic
• Typ hodnoty: DW_AT_*
• DW_AT_name: jméno (proměnné, souboru, o DW_AT_deci_f ile: soubor s deklarací
• DW_AT_deci_iine: řádek s deklarací 9 DW_AT_type: typ proměnné
Hodnota
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/07
15. 10. 2013
10/16
Hlavní DIE
DW.TAG.compile.unit DW_AT_producer DW_AT_language DW-AT-name DW_AT_comp_dir DW-ATJow-pc DW_AT_entry_pc DW_AT_stmtJist
DW.TAG.subprogram DW-AT-extemal DW_AT_name DW-AT-decLfile DW_AT_declJine DW-AT-prototyped DW_AT_type DW_AT_low_pc DW_AT_high_pc DW_AT_frame-base DW-AT.GNU-alLcall-Sites DW_AT_sibling
GNU C 4.7.2 20130108 [gcc-4_7-branch revision 195012]
DW.LANG.C89
test. c
/tmp/test
0x00000000
0x00000000
0x00000000
yes(1) main
0x00000001 /tmp/test/test.c
0x00000019
yes(1)
<0x0000005b> 0x00000000 0x0000011 d
yes(1)
<0x00000770>
J. Slaby (ITI, Fl)
PB173/07
15. 10. 2013 11/16
Atributy DIE
Iterace přes všechny atributy v jednom DIE
• ptrdiff_t dwarf_getattrs(Dwarf_Die *die, int (*callback)(Dwarf_Attribute *, void *), void *arg, ptrdiff_t offset)
• die: Z dwf l_nextcu
• callback: vaše funkce, která se zavolá pro každý atribut v DIE
• arg: něco, co se předá do callback jako 2. parametr
• offset:0
Operace nad atributem
• Typ: dwarf_whatattr
• Vrací DW_AT_* (DW_AT_name apod.) « Typ obsahu: dwarf _ what form
a Vrací DW_F0RM_* (DW_FORM_string apod.)
• Obsah: dwarf_form*
O Např. dwarf _f ormstring
J. Slaby (ITI, Fl) PB173/07 15.10.2013       12/ 16
Atributy DIE - příklad
static int cb(DwarLAttribute *attr, void *ptr)
{
printf ("AT=%x FORM=%x\n", dwarf.whatattr(attr), dwarf.whatform(attr)); if (dwarf.whatform(attr) == DW.FORM.strp)
printf ("name=%s\n", dwarf.formstring(attr)); return DWARF.CB.OK;
}
while ((die = dwfl.nextcu(dwfl, die, &bias))) { dwarf.getattrs(die, cb, NULL, 0);
}
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/07
15. 10. 2013
13/16
Úkol
Výpis atributů
O Definujte funkci (háček) pro dwarf _getattrs O V ní vypište informace
• Typ atributu (dwarf _whatattr(attr))
• Typ obsahu atributu (dwarf _whatf orm(attr))
• Adresu, pokud se jedná o typ DW_at_iow_pc
• Řetězec a typ atributu dw_at_*, pokud se jedná o typ hodnoty
DW_FORM_string nebo DW_FORM_strp O V těle cyklu dwf l_nextcu zavolejte dwarf _getattrs O Přeložte a spusťte
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/07
15. 10. 2013
14/16
Průchod skoro-stromem
Iterace přes všechny atributy v jednom DIE
• int dwarf_child(Dwarf_Die *die, Dwarf_Die *result)
• Do result vloží potomka die
• Vrací 0 (OK), 1 (žádný potomek), -1 (chyba)
• result musí být ukazatel na lokální proměnnou
• int dwarf_siblingof(Dwarf_Die *die, Dwarf_Die *result)
• Do result vloží sourozence die
• Vrací 0 (OK), 1 (žádný sourozenec), -1 (chyba)
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/07
15. 10. 2013
15/16
Úkol
Výpis potomků CU
O Vezměte 1. potomka od CU (dwarf_chiid)
0 Iterujte přes sourozence potomka (dwarf _sibiingof)
O Pro všechny potomky vypište typ DIE (dwarf _tag)
• Nejprve zjistěte, které tam jsou
• Potom vypisujte v textové podobě
O Rozšiřte na celý podstrom, nejen první úroveň O Přeložte a spusťte
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/07
15. 10. 2013
16/16