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| Unix編程/應用問答中文版 ---3.-lelf、-lkvm、-lkstat相關問題 |
| 本文出自:http://www.nsfocus.com 維護:小四 (2002-10-21 06:02:01) |
3. -lelf、-lkvm、-lkstat相關問題
3.1 如何判斷可執行文件是否攜帶了調試信息
3.2 mprotect如何用
3.3 mmap如何用
3.4 getrusage如何用
3.5 setitimer如何用
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3. -lelf、-lkvm、-lkstat相關問題
3.1 如何判斷可執行文件是否攜帶了調試信息
Q: 某些時候需要知道編譯可執行文件時是否攜帶了調試信息(比如是否指定了-g編譯
選項)。檢查可執行文件中是否包含".stab" elf section，".stab" section用
保存相關調試信息。
A: Sun Microsystems 2000-05-15
下面這個腳本演示如何判斷可執行文件是否攜帶調試信息
--------------------------------------------------------------------------
#! /bin/sh
#
# Script that test whether or not a given file has been built for
# debug (-g option specified in the compilation)
if [ $# -le 0 ]
then
echo "Usage: $1 filename"
exit 1
fi
if [ ! -f $1 ]
then
echo "File $1 does not exist"
exit 1
fi
/usr/ccs/bin/dump -hv $1 | /bin/egrep -s '.stab$'
if [ $? -eq 0 ]
then
echo "File '$1' has been built for debug"
exit 0
else
echo "File '$1' has not been built for debug"
exit 1
fi
--------------------------------------------------------------------------
如果對ELF文件格式不熟悉，理解上述代碼可能有點困難，參看
http://www.digibel.org/~tompy/hacking/elf.txt，這是1.1版的ELF文件格式規范。
3.2 mprotect如何用
A: 小四 <cloudsky@263.net>
# truss prtconf 2>&1 | grep sysconf
sysconfig(_CONFIG_PAGESIZE) = 8192
sysconfig(_CONFIG_PHYS_PAGES) = 16384
#
由此可知當前系統頁尺寸是8192字節。
--------------------------------------------------------------------------
/*
* gcc -Wall -g -ggdb -static -o mtest mtest.c
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <sys/mman.h>
int main ( int argc, char * argv[] )
{
char *buf;
char c;
/*
* 分配一塊內存，擁有缺省的rw-保護
*/
buf = ( char * )malloc( 1024 + 8191 );
if ( !buf )
{
perror( "malloc" );
exit( errno );
}
/*
* Align to a multiple of PAGESIZE, assumed to be a power of two
*/
buf = ( char * )( ( ( unsigned int )buf + 8191 ) & ~8191 );
c = buf[77];
buf[77] = c;
printf( "ok\n" );
/*
* Mark the buffer read-only.
*
* 必須保証這裡buf位頁邊界上，否則mprotect()失敗，報告無效參數
*/
if ( mprotect( buf, 1024, PROT_READ ) )
{
perror( "\nmprotect" );
exit( errno );
}
c = buf[77];
/*
* Write error, program dies on SIGSEGV
*/
buf[77] = c;
exit( 0 );
} /* end of main */
--------------------------------------------------------------------------
$ ./mtest
ok
段錯誤 (core dumped) <-- 內存保護起作用了
$
3.3 mmap如何用
A: 小四 <cloudsky@263.net>
下面寫一個完成文件復制功能的小程序，利用mmap(2)，而不是標準文件I/O接口。
--------------------------------------------------------------------------
/*
* gcc -Wall -O3 -o copy_mmap copy_mmap.c
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h> /* for memcpy */
#include <strings.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#define PERMS 0600
int main ( int argc, char * argv[] )
{
int src, dst;
void *sm, *dm;
struct stat statbuf;
if ( argc != 3 )
{
fprintf( stderr, " Usage: %s <source> <target>\n", argv[0] );
exit( EXIT_FAILURE );
}
if ( ( src = open( argv[1], O_RDONLY ) ) < 0 )
{
perror( "open source" );
exit( EXIT_FAILURE );
}
/* 為了完成復制，必須包含讀打開，否則mmap()失敗 */
if ( ( dst = open( argv[2], O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC, PERMS ) ) < 0 )
{
perror( "open target" );
exit( EXIT_FAILURE );
}
if ( fstat( src, &statbuf ) < 0 )
{
perror( "fstat source" );
exit( EXIT_FAILURE );
}
/*
* 參看前面man手冊中的說明，mmap()不能用擴展文件長度。所以這裡必須事
* 先擴大目標文件長度，準備一個空架子等待復制。
*/
if ( lseek( dst, statbuf.st_size - 1, SEEK_SET ) < 0 )
{
perror( "lseek target" );
exit( EXIT_FAILURE );
}
if ( write( dst, &statbuf, 1 ) != 1 )
{
perror( "write target" );
exit( EXIT_FAILURE );
}
/* 讀的時候指定 MAP_PRIVATE 即可 */
sm = mmap( 0, ( size_t )statbuf.st_size, PROT_READ,
MAP_PRIVATE | MAP_NORESERVE, src, 0 );
if ( MAP_FAILED == sm )
{
perror( "mmap source" );
exit( EXIT_FAILURE );
}
/* 這裡必須指定 MAP_SHARED 才可能真正改變靜態文件 */
dm = mmap( 0, ( size_t )statbuf.st_size, PROT_WRITE,
MAP_SHARED, dst, 0 );
if ( MAP_FAILED == dm )
{
perror( "mmap target" );
exit( EXIT_FAILURE );
}
memcpy( dm, sm, ( size_t )statbuf.st_size );
/*
* 可以不要這行代碼
*
* msync( dm, ( size_t )statbuf.st_size, MS_SYNC );
*/
return( EXIT_SUCCESS );
} /* end of main */
--------------------------------------------------------------------------
mmap()好處是處理大文件時速度明顯快標準文件I/O，無論讀寫，都少了一次用戶
空間與內核空間之間的復制過程。操作內存還便設計、優化算法。
文件I/O操作/proc/self/mem不存在頁邊界對齊的問題。至少Linux的mmap()的最一
個形參offset並未強制要求頁邊界對齊，如果提供的值未對齊，系統自動向上舍入到
頁邊界上。
malloc()分配得到的地址不見得對齊在頁邊界上
/proc/self/mem和/dev/kmem不同。root用戶打開/dev/kmem就可以在用戶空間訪問到
內核空間的數據，包括偏移0處的數據，系統提供了這樣的支持。
顯然代碼段經過/proc/self/mem可寫映射已經可寫，無須mprotect()介入。
D: scz <scz@nsfocus.com>
Solaris 2.6下參看getpagesize(3C)手冊頁，關如何獲取頁大小，一般是8192。
Linux下參看getpagesize(2)手冊頁，一般是4096。
3.4 getrusage如何用
A: 小四 <cloudsky@263.net>
在SPARC/Solaris 2.6/7下結論一致，只支持了ru_utime和ru_stime成員，其他成員
被設置成0。修改頭文件在FreeBSD 4.3-RELEASE上測試，則不只支持ru_utime和
ru_stime成員。從FreeBSD的getrusage(2)手冊頁可以看到，這個函數源自4.2 BSD。
如此來說，至少對SPARC/Solaris 2.6/7，getrusage(3C)並無多大意義。
3.5 setitimer如何用
D: scz <scz@nsfocus.com>
為什要學習使用setitimer(2)，因為alarm(3)屬被淘汰的定時器技術。
A: 小四 <cloudsky@263.net>
下面是個x86/FreeBSD 4.3-RELEASE下的例子
--------------------------------------------------------------------------
/*
* File : timer_sample.c
* Author : Unknown (Don't ask me anything about this program)
* Complie : gcc -Wall -pipe -O3 -o timer_sample timer_sample.c
* Platform : x86/FreeBSD 4.3-RELEASE
* Date : 2001-09-18 15:18
*/
/************************************************************************
* *
* Head File *
* *
************************************************************************/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/time.h>
#include <signal.h>
/************************************************************************
* *
* Macro *
* *
************************************************************************/
typedef void Sigfunc ( int ); /* for signal handlers */
/************************************************************************
* *
* Function Prototype *
* *
************************************************************************/
static void Atexit ( void ( *func ) ( void ) );
static void init_signal ( void );
static void init_timer ( void );
static void on_alarm ( int signo );
static void on_terminate ( int signo );
static int Setitimer ( int which, const struct itimerval *value,
struct itimerval *ovalue );
Sigfunc * signal ( int signo, Sigfunc *func );
static Sigfunc * Signal ( int signo, Sigfunc *func );
static void terminate ( void );
/************************************************************************
* *
* Static Global Var *
* *
************************************************************************/
/************************************************************************/
static void Atexit ( void ( *func ) ( void ) )
{
if ( atexit( func ) != 0 )
{
perror( "atexit" );
exit( EXIT_FAILURE );
}
return;
} /* end of Atexit */
/*
* 初始化信號句柄
*/
static void init_signal ( void )
{
int i;
Atexit( terminate );
for ( i = 1; i < 9; i++ )
{
Signal( i, on_terminate );
}
Signal( SIGTERM, on_terminate );
Signal( SIGALRM, on_alarm );
return;
} /* end of init_signal */
static void init_timer ( void )
{
struct itimerval value;
value.it_value.tv_sec = 1;
value.it_value.tv_usec = 0;
value.it_interval = value.it_value;
Setitimer( ITIMER_REAL, &value, NULL );
} /* end of init_timer */
static void on_alarm ( int signo )
{
static int count = 0;
/*
* 演示用，這很危險
*/
fprintf( stderr, "count = %u\n", count++ );
return;
}
static void on_terminate ( int signo )
{
/*
* 這次我們使用atexit()函數
*/
exit( EXIT_SUCCESS );
} /* end of on_terminate */
static int Setitimer ( int which, const struct itimerval *value,
struct itimerval *ovalue )
{
int ret;
if ( ( ret = setitimer( which, value, ovalue ) ) < 0 )
{
perror( "setitimer" );
exit( EXIT_FAILURE );
}
return( ret );
} /* end of Setitimer */
Sigfunc * signal ( int signo, Sigfunc *func )
{
struct sigaction act, oact;
act.sa_handler = func;
sigemptyset( &act.sa_mask );
act.sa_flags = 0;
if ( signo == SIGALRM )
{
#ifdef SA_INTERRUPT
act.sa_flags |= SA_INTERRUPT; /* SunOS 4.x */
#endif
}
else
{
#ifdef SA_RESTART
act.sa_flags |= SA_RESTART; /* SVR4, 44BSD */
#endif
}
if ( sigaction( signo, &act, &oact ) < 0 )
{
return( SIG_ERR );
}
return( oact.sa_handler );
} /* end of signal */
static Sigfunc * Signal ( int signo, Sigfunc *func )
{
Sigfunc *sigfunc;
if ( ( sigfunc = signal( signo, func ) ) == SIG_ERR )
{
perror( "signal" );
exit( EXIT_FAILURE );
}
return( sigfunc );
} /* end of Signal */
static void terminate ( void )
{
fprintf( stderr, "\n" );
return;
} /* end of terminate */
int main ( int arg, char * argv[] )
{
init_signal();
init_timer();
while ( 1 )
{
/*
* 形成阻塞，降低CPU佔用率
*/
getchar();
}
return( EXIT_SUCCESS );
} /* end of main */
/************************************************************************/
--------------------------------------------------------------------------
D: scz <scz@nsfocus.com>
討論一個問題。getchar()的作用是降低CPU佔用率，可用top命令查看。
timer_sample.c中換用ITIMER_PROF/SIGPROF，你會發現上述程序無輸出，我據此
認為getchar()形成的阻塞不計算在進程虛擬時鐘中，也不認為系統正在為進程利益
而運行。
如果進一步將getchar()去掉，直接一個while()無限循環，即使換用
ITIMER_PROF/SIGPROF，程序還是有輸出。不過top命令查看的結果讓你吐血，CPU幾
乎無空閑。
D: scz <scz@nsfocus.com>
setitimer( ITIMER_REAL, &value, NULL )導致分發SIGALRM信號，如果同時使用
alarm()，勢畢造成沖突。此外注意sleep()、pause()等函數帶來的沖突。
(http://www.fanqiang.com)
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