Unix编程/应用问答中文版 ---3.-lelf、-lkvm、-lkstat相关问题

3.    -lelf、-lkvm、-lkstat相关问题 
3.1   如何判断可执行文件是否携带了调试信息 
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相关问题 

3.1 如何判断可执行文件是否携带了调试信息 

Q: 某些时候需要知道编译可执行文件时是否携带了调试信息(比如是否指定了-g编译 
   选项)。检查可执行文件中是否包含".stab" elf section，".stab" section用于 
   保存相关调试信息。 

A: Sun Microsystems 2000-05-15 

下面这个脚本演示如何判断可执行文件是否携带调试信息 

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#! /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 
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如果对ELF文件格式不熟悉，理解上述代码可能有点困难，参看 
http://www.digibel.org/~tompy/hacking/elf.txt，这是1.1版的ELF文件格式规范。 

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 
# 

由此可知当前系统页尺寸是8192字节。 

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/* 
* 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; 

    /* 
     * 分配一块内存，拥有缺省的rw-保护 
     */ 
    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. 
     * 
     * 必须保证这里buf位于页边界上，否则mprotect()失败，报告无效参数 
     */ 
    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 */ 
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$ ./mtest 
ok 
段错误 (core dumped)  <-- 内存保护起作用了 
$ 

3.3 mmap如何用 

A: 小四 <cloudsky@263.net> 

下面写一个完成文件复制功能的小程序，利用mmap(2)，而不是标准文件I/O接口。 

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/* 
* 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 ); 
    } 
    /* 为了完成复制，必须包含读打开，否则mmap()失败 */ 
    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 ); 
    } 
    /* 
     * 参看前面man手册中的说明，mmap()不能用于扩展文件长度。所以这里必须事 
     * 先扩大目标文件长度，准备一个空架子等待复制。 
     */ 
    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 ); 
    } 
    /* 读的时候指定 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 ); 
    } 
    /* 这里必须指定 MAP_SHARED 才可能真正改变静态文件 */ 
    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 ); 
    /* 
     * 可以不要这行代码 
     * 
     * msync( dm, ( size_t )statbuf.st_size, MS_SYNC ); 
     */ 
    return( EXIT_SUCCESS ); 
}  /* end of main */ 
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mmap()好处是处理大文件时速度明显快于标准文件I/O，无论读写，都少了一次用户 
空间与内核空间之间的复制过程。操作内存还便于设计、优化算法。 

文件I/O操作/proc/self/mem不存在页边界对齐的问题。至少Linux的mmap()的最后一 
个形参offset并未强制要求页边界对齐，如果提供的值未对齐，系统自动向上舍入到 
页边界上。 

malloc()分配得到的地址不见得对齐在页边界上 

/proc/self/mem和/dev/kmem不同。root用户打开/dev/kmem就可以在用户空间访问到 
内核空间的数据，包括偏移0处的数据，系统提供了这样的支持。 

显然代码段经过/proc/self/mem可写映射后已经可写，无须mprotect()介入。 

D: scz <scz@nsfocus.com> 

Solaris 2.6下参看getpagesize(3C)手册页，关于如何获取页大小，一般是8192。 
Linux下参看getpagesize(2)手册页，一般是4096。 

3.4 getrusage如何用 

A: 小四 <cloudsky@263.net> 

在SPARC/Solaris 2.6/7下结论一致，只支持了ru_utime和ru_stime成员，其他成员 
被设置成0。修改头文件后在FreeBSD 4.3-RELEASE上测试，则不只支持ru_utime和 
ru_stime成员。从FreeBSD的getrusage(2)手册页可以看到，这个函数源自4.2 BSD。 

如此来说，至少对于SPARC/Solaris 2.6/7，getrusage(3C)并无多大意义。 

3.5 setitimer如何用 

D: scz <scz@nsfocus.c