map文件介绍及使用

ゝ一纸荒年。 2022-09-18 08:55 589阅读 0赞

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map 文件的使用  
  
             Horin|贺勤  
        Email: horin153@msn.com  
        Blog: http://blog.csdn.net/horin153/  
  
  
\----- 前言 -----  
  
    在程序发布后，最怕的事情是什么？不是效率低，不是界面不好，而是 crash。当用户把一张程序 crash 后的 Windows 截图发给你时，此时最大的愿望肯定是希望通过这张截图，获取更多的关于 crash 的信息。下面就探讨如何通过 crash 地址找出源代码的相关信息。  
  
    探讨之前进行一些简单的界定：  
适用：Windows 下 Visual C++ 编程。  
条件：Project 设置正确，生成 map 文件，修正 Dll 加载地址的冲突。  
功能：主要是查找内存访问违规导致的 crash，不能查找一个无效的指令地址，如访问 delete 后的指针。  
  
  
\----- 生成 map 文件 -----  
  
    好的开始，是成功的一半！请按部就班进行以下操作：  
  
1, 下载最新的 dbghelp.dll 符号引擎  
  
    把该 Dll 放到要使用该 Dll 的程序相同的目录下。  
  
2, 把 pdb 文件和 build 的二进制文件放在相同目录下。  
  
    该步骤对生成 map 文件是不需要的，主要是方便用微软的调试工具 + dump 文件来查找 crash 信息。具体请查阅参考资料 \[1\]。  
  
3, 用调试符来连编所有的构件  
  
    调试符是调试器显示程序的源代码信息、变量名称以及数据类型信息的数据。  
  
    在 VC++ 2003 中设置 (\*\*\* 代表 Project 名字)：  
    Project -> \*\*\* Properties -> \*\*\* Property Pages =>  
  
a) -> c/c++ -> General -> Debug Information Format -> Program Database (/Zi)  
  
    这将开启发布构件的调试符。把调试符加入二进制代码中时，二进制代码的大小会有少量增加。  
    实测表明 .exe 文件大小无变化，但生成的 .pdb 和 .map 文件会增大不少。这会把程序代码相关的信息写入 .map 文件，否则 .map 文件中只写入 lib 文件的代码信息。  
  
b) -> Linker -> Debugging -> Generate Debug Info (/DEBUG); Generate Map File (/MAP); Map Exports; Map Lines  
  
   /MAP：生成 map 文件  
   /MAPINFO:EXPORTS：将导出信息包含到 map 文件中 (增大 .pdb 文件)  
   /MAPINFO:LINES：将代码行信息包含到 map 文件中  
  
   -> Linker -> Command Line -> Additional Options 输入：/OPT:REF  
  
   /OPT:REF 开关使链接器只调入程序直接调用的函数；否则，发布的应用程序会包括从未调用过的函数，使应用程序要大得多。  
  
4, 修改部分代码的编译条件  
  
    把有问题文件以 3 级警告编译，其他的用 4 级警告编译：  
\#pragma warning (push, 3)  
\#include "IDoNotCompileAtWarning4.h"  
\#pragma warning (pop)  
  
    在特定代码区域关闭个别警告：  
// Turning off 4201  
\#pragma warning (disable : 4201)  
//... codes ...  
// Turn warning back on.  
\#pragma warning (default:4201)  
  
5, Dll 的加载地址  
  
    根据向导创建项目的默认值，VC++ Dlls 加载在 0x10000000，可以改变 Dll 的基本地址(即 rebase)。  
  
当在调试器的 Output 输出:  
LDR: Dll xxx base 10000000 relocated due to collision with yyy  
这说明：xxx 和 yyy 两个 Dll 有冲突。  
  
此时需要重定义基址：  
c) -> Linker -> Advanced -> Base Address; Fixed Base Address  
  
    推荐按照字母顺序重定义 Dll 的基址：  
Dll 首字母: Base Addr  
A\_C: 0X60000000  
G\_I: 0X62000000  
J\_L: 0X63000000  
M\_O: 0X64000000  
P\_R: 0X65000000  
S\_U: 0X66000000  
V\_X: 0X67000000  
Y\_Z: 0X68000000  
  
    操作系统 Dll 在 0x70000000 - 0x78000000 这段地址上进行加载。  
  
  
\----- map文件的内容 -----  
  
    通常，map 文件是一个几 MB 或更大的文本文件，包括以下几部分：  
注：本文附带的是一个节选的 demo，为简单说明用。  
  
a) 首部信息，包括：模块名称、显示 link.exe 链接模块的时间标记、首选的加载地址(可简记为 PLA )。  
demo  
Timestamp is 4326e927 (Tue Sep 13 22:58:47 2005)  
Preferred load address is 00400000  
  
b) 扇区信息，说明链接器从各个 obj 文件和 lib 文件引入哪些扇区。  
Start         Length     Name                   Class  
0001:00000000 001840feH .text                   CODE  
0002:00000000 00000ba4H .idata$5                DATA  
  
c) 公用函数信息包括函数名称，Rva+Base 表示函数的启动地址，与 Address 存在如下换算关系：  
  Rva+Base = (Preferred load address) + Address + 0x1000  
  
  Address         Publics by Value              Rva+Base     Lib:Object  
0000:00000000       \_\_\_ImageBase               00400000     <linker-defined>  
0001:00000000       ?Allocate@CCRTAllocator@ATL@@SAPAXI@Z 00401000 f i AboutDlg.obj  
  
    静态声明的函数信息：  
entry point at        0001:00135a59  
Static symbols  
0001:0000a933       $L111251                   0040b933 f i DownloadDlg.obj  
  
d) 代码行信息  
  Line numbers for ./Release/frozen.obj(f:/btdown/frozen.c) segment .text  
   304 0001:000647e0   303 0001:000647e0   305 0001:000647e6   306 0001:000647f0  
    其中 304 0001:000647e0，304 表示代码行号；0001:000647e0 表示从代码行所在的代码段开始部分到该代码行所在位置的偏移量。  
  
e) 模块的导出函数  
Exports  
ordinal name  
1 ?MapDllFunction@@YAHXZ (int \_\_cdecl MapDllFunction(void))  
  
  
\----- map 文件的使用 -----  
  
    当有了合格的 map 文件，就可以进行使用了。  
  
a) 寻找包含崩溃地址的文件  
  
    if 首选的加载地址 <= 崩溃地址 <= 公用函数扇区的最后一个地址  
    then 查看的是正确的 map 文件  
  
b) 浏览公用函数的 Rva+Base 栏，直到找到第一个比崩溃地址大的函数的地址。map 文件中先前的那个入口就是产生 crash 的函数。  
    所有以问号 '?' 打头的函数名称都是 C++ 修饰的名称，如要转换该名称，需要将它作为一个命令行参数传送到 Platform SDK 程序 UNDNAME.EXE 中。  
  
c) 计算偏移量  
  
    偏移量 = (crash address) - (preferred load address) - 0x1000  
    因为 crash 地址是从代码扇区开始的偏移量，但代码扇区并不是二进制代码的开头部分；二进制代码的开头部分是 PE (Portable Executable) 标题，该标题的长度为 0x1000 字节；所以计算地址要减去 0x1000。  
  
d) 查找代码行号  
  
    查找 map 文件的代码行信息，直到找到不大于但却最接近这个偏移量的数为止。  
  
  
\----- 使用实例 -----  
  
a) 报错信息："0x0044a093" 指令引用的 "0x4e49b391" 内存。该内存不能为 "Read"。  
  
b) 查找 map 文件：  
0001:00048b20       ?OnEraseBkgnd@CDemoView@@QAEHPAVCDC@@@Z 00449b20 f   DemoView.obj  
0001:00049300       ?OnLButtonDown@CDemoView@@QAEXIVCPoint@@@Z 0044a300 f   DemoView.obj  
    因为 00449b20 < 0044a093 < 0044a300，所以 crash 的函数是：?OnEraseBkgnd@CDemoView@@QAEHPAVCDC@@@Z  
  
c) 偏移量 = 崩溃地址 - 首选的加载地址 - 0x1000  
          = 0x0044a093 - 0x00400000 - 0x1000 = 0x49093  
    或者如下计算：  
    偏移量 = 崩溃地址 - 崩溃函数起始地址 + 函数相对偏移  
           = 0x0044a093 - 0x00449b20 + 0x00048b20 = 0x49093  
  
d) 查找代码行：  
  
\-- 方法1: 使用 map 文件进行查找  
Line numbers for ./Release/DemoView.obj(f:/btdown/DemoView.cpp) segment .text  
536 0001:0004907d 537 0001:000490f2  
    因为 4907d < 49093 < 490f2，所以 crash 代码行是：536 行。  
  
  
\-- 方法2: 使用 cod 文件  
  
    -- 生成源文件的 ASM 文件  
  
    方法1: Project Property Pages => c/c++ => Output Files => Assembler Output 中直接选择。  
    方法2: 在 Project Property Pages => c/c++ => Command Line => Additional Options 中键入:  
    /FAs，编译器就会为每个源文件生成一个 ASM 文件。  
    /FAcs，生成源文件代码和ASM代码对应的 cod 文件。  
    以上选项可以为整个 Project 设置，也可以为某个源文件设置。  
  
    -- 计算语句偏移量  
函数内偏移量 = 崩溃地址 - 崩溃函数的起始地址  
             = 0x0044a093 - 0x00449b20 = 0x573  
崩溃语句在 cod 文件中的相对偏移 = 崩溃函数在 cod 文件中相对偏移 + 函数内偏移量  
           = 0x0000 + 0x573  
  
    -- 查找代码行  
    因为崩溃语句在 cod 文件中的相对偏移为 0x573，由 cod 文件知为 536 行代码。  
  
    -- 相关 cod 文件片段  
?OnEraseBkgnd@CDemoView@@QAEHPAVCDC@@@Z PROC NEAR    ; CDemoView::OnEraseBkgnd, COMDAT  
; \_this$ = ecx  
; 412  : \{  
  00000    6a ff         push     -1  
; 语句汇编后的偏移地址 00000，二进制码 6a ff，汇编代码 push -1  
; 其余省略......  
  
; crash 语句  
; 536  : CString str1 = player->GetNickname();  
  0055d    8b 54 24 10     mov     edx, DWORD PTR \_player$155238\[esp+168\]  
  00561    8d 0c 3b     lea     ecx, DWORD PTR \[ebx+edi\]  
  00564    89 7c 24 54     mov     DWORD PTR \_rtName$\[esp+168\], edi  
  00568    89 44 24 58     mov     DWORD PTR \_rtName$\[esp+172\], eax  
  0056c    89 4c 24 5c     mov     DWORD PTR \_rtName$\[esp+176\], ecx  
  00570    8b 72 10     mov     esi, DWORD PTR \[edx+16\]  
  00573    8b 4e f0     mov     ecx, DWORD PTR \[esi-16\]  
; 其余省略......  
  
  
\----- map 文件无能为力的地方 \-----  
  
1 指针指向一非法地址，然后对指针的内容进行了读或写的操作。  
\{  
    int \*pp;  
    \*pp = 222;  
\}  
release 版本下出错：  
" "0x6bc8b527" 指令引用的 "0x00000516" 内存。该内存不能为 "read"。"  
  
2 函数或子程序中局部变量数组越界赋值，造成函数或子程序返回地址被覆盖，从而造成函数或子程序返回时崩溃。  
  
  
\----- 参考资料 -----  
  
1 John Robbins. 应用程序调试技术. 清华大学出版社.  
2 对“仅通过崩溃地址找出源代码的出错行”一文的补充与改进. http://www.vckbase.com/document/viewdoc/?id=1473

[http_blog.csdn.net_horin153_article_details_1588709]: http://blog.csdn.net/horin153/article/details/1588709