linker - Perf中用于确定库加载地址的机制

Question

perf 如何在后处理期间确定每个加载图像(例如，共享库)的加载地址。例如，perf report 使用此信息使每个符号地址相对于每个加载图像的开头。如下图所示(unwind: _int_malloc...):

它是否存储在 elf 二进制文件或分析输出(即 perf.data)中的某处？

Answer 1

共享库加载地址存储在 perf record 命令期间记录的 perf.data 文件中。您可以使用 perf script -D 命令以部分解码的格式从 perf.data 中转储数据。当您的程序由 ld-linux*.so.2 加载时(或当 dlopen 需要时)，加载程序将搜索库并使用 mmap 系统调用加载其段。这些 mmap 事件由内核记录，类型为 PERF_RECORD_MMAP 或 PERF_RECORD_MMAP2在 perf.data 文件中。并且 perf report(和 perf script)将重建内存偏移以解码符号名称。

$ perf record  echo 1
$ perf script -D|grep MMAP -c
7
$ perf script -D|less
PERF_RECORD_MMAP2 ... r-xp /bin/echo
...
PERF_RECORD_MMAP2 ... r-xp /lib/x86_64-linux-gnu/libc-2.27.so

perf 的基本思想在 https://github.com/torvalds/linux/blob/master/tools/perf/design.txt 中描述。文件。要开始分析，有 perf_event_open syscall其中有 perf_event_attr *attr 参数。 Man page描述attr的mmap相关字段:

   The perf_event_attr structure provides detailed configuration
   information for the event being created.

                 mmap           : 1,   /* include mmap data */
                 mmap_data      : 1,   /* non-exec mmap data */
                 mmap2          :  1,  /* include mmap with inode data */

Linux 内核在其 perf_events 子系统 (kernel/events) 中将记录已分析进程所需的事件，并使用 fd 和 mmap 将数据导出到分析器。 perf record 通常会将此数据从内核转储到 perf.data 文件中，而无需大量处理(检查 perf record 输出的“Woken up 1 times to write data”打印)。内核中的 mmap 事件由 perf_event_mmap_output 记录从 perf_event_mmap_event 调用这是从 perf_event_mmap 调用的. mm/mmap.c 中的 mmap 系统调用实现有一些对 perf_event_mmap 的无条件调用.

perf 的 design.txt 提到了 munmap，但当前实现没有 munmap 字段或事件，事件代码 2 被重新用于 PERF_RECORD_LOST .有人认为 munmap 可以提供帮助 https://www.spinics.net/lists/netdev/msg524414.html链接到 https://lkml.org/lkml/2016/12/10/1和 https://lkml.org/lkml/2017/1/27/452

perf 工具是 linux 内核源代码的一部分，可以通过 LXR/elixir 网站在线查看:https://elixir.bootlin.com/linux/v5.4/source/tools/perf/mmap/mmap2 事件的处理代码位于 perf/util/machine.c machine__process_mmap_event和 machine__process_mmap2_event ;记录的 mmap 参数、返回的地址、偏移量和文件名在进程 (pid/tid) 的 map__new 和 thread__insert_map 的帮助下记录下来，稍后用于将示例事件地址转换为符号名称。

PS:您的 perf.data 的大小为 300+ MB，这是巨大的，处理速度可能很慢。对于长时间运行的程序，您可能希望使用 perf record 的 -F freq 选项降低 perf record 事件采样频率:perf record -F40 或使用-c 选项。