如何调试选项-g更改二进制可执行文件？

Question

编写C / C ++代码时，为了调试二进制可执行文件，必须在编译器/链接器上启用调试选项。 在GCC的情况下，选项是-g。 启用调试选项后，如何影响二进制可执行文件？ 文件中存储了哪些附加数据，允许调试器功能？

Answer 1

-g告诉编译器将符号表信息存储在可执行文件中。 除其他外，这包括：

• 符号名称
• 输入符号的信息
• 符号来自的文件和行号

调试器使用此信息为符号输出有意义的名称，并将指令与源中的特定行相关联。

对于某些编译器，提供-g将禁用某些优化。 例如，除非明确指出-O [123]，否则icc会使用-g将默认优化级别设置为-O0。 此外，即使您提供-O [123]，仍会禁用阻止堆栈跟踪的优化（例如，从堆栈帧中删除帧指针。这对性能只有很小的影响）。

对于一些编译器，-g将禁用可能混淆符号来源的优化（指令重新排序，循环展开，内联等）。 如果您想通过优化进行调试，可以使用-g3和gcc来解决其中的一些问题。 将包含有关可能已内联的宏，扩展和函数的额外调试信息。 这可以允许调试器和性能工具将优化的代码映射到原始源，但这是最好的努力。 一些优化确实破坏了代码。

有关更多信息，请查看DWARF ，这是最初设计用于与ELF（Linux和其他操作系统的二进制格式）一起使用的调试格式。

Answer 2

符号表被添加到可执行文件中，它将函数/变量名称映射到数据位置，以便调试器可以报告有意义的信息，而不仅仅是指针。 这不会影响程序的速度，您可以使用'strip'命令删除符号表。

Answer 3

除了调试和符号信息
谷歌DWARF（开发者在ELF上的笑话）

默认情况下，启用调试时会关闭大多数编译器优化。
因此，代码是将源纯粹转换为机器代码，而不是应用于发布二进制文件的许多高度专业化转换的结果。

但最重要的区别（在我看来）
调试版本中的内存通常初始化为某些编译器特定值，以便于调试。 在发布版本中，除非应用程序代码明确地执行，否则不会初始化内存。

有关更多信息，请查看编译器文档：
但DevStudio的一个例子是：

• 0xCDCDCDCD在堆中分配，但未初始化
• 0xDDDDDDDD释放堆内存。
• 0xFDFDFDFD“NoMansLand”围栏自动放置在堆内存的边界。 永远不应该被覆盖。 如果你覆盖了一个，你可能会走出数组的末尾。
• 0xCCCCCCCC在堆栈上分配，但未初始化

Answer 4

-g在可执行文件中添加调试信息，例如变量名称，函数名称和行号。 这允许调试器（例如gdb）逐行遍历代码，设置断点并检查变量的值。 由于此附加信息，使用-g会增加可执行文件的大小。

此外，gcc允许将-g与-O标志一起使用，从而启用优化。 调试优化的可执行文件可能非常棘手，因为可以优化变量，或者可以以不同的顺序执行指令。 通常，在使用-g时关闭优化是个好主意，即使它导致代码速度慢得多。

Answer 5

这个问题有一些重叠，从另一方面解决了这个问题 。

Answer 6

正如您感兴趣的那样，您可以破解一个hexeditor并查看使用-g生成的可执行文件和一个没有的可执行文件。 您可以看到添加的符号和内容。 它也可能改变组件（ -S ），但我不确定。

Answer 7

某些操作系统（如z / OS ）会生成包含调试符号的“侧文件”。 这有助于避免使用额外信息使可执行文件膨胀。