map文件介绍及使用查错

先简单介绍 一下map文件中的遇到的各个段，起始它们是在PE中的公共段。

 

一个Windows NT的应用程序典型地拥有9个预定义段，它们是.text、.bss、.rdata、.data、.rsrc、.edata、.idata、.pdata和.debug。一些应用程序不需要所有的这些段，同样还有一些应用程序为了自己特殊的需要而定义了更多的段。这种做法与MS-DOS和Windows 3.1中的代码段和数据段相似。事实上，应用程序定义一个独特的段的方法是使用标准编译器来指示对代码段和数据段的命名，或者使用名称段编译器选项-NT——就和Windows 3.1中应用程序定义独特的代码段和数据段一样。
　　
可执行代码段，.text

　　 Windows NT将所有的代码段组成了一个单独的段，名为“.text”。

数据段，.bss、.rdata、.data

　　 .bss段表示应用程序的未初始化数据，包括所有函数或源模块中声明为static的变量。 bss段（Block Started by Symbol segment）通常是指用来存放程序中未初始化的全局变量的一块内存区域，一般在初始化时bss 段部分将会清零。bss段属于静态内存分配，即程序一开始就将其清零了。在《Programming ground up》里对.bss的解释为：There is another section called the .bss. This section is like the data section, except that it doesn’t take up space in the executable.
    text和data段都在可执行文件中（在嵌入式系统里一般是固化在镜像文件中），由系统从可执行文件中加载；而bss段不在可执行文件中，由系统初始化。

.rdata段表示只读的数据，比如字符串文字量、常量和调试目录信息。

 

导入数据段，.idata

调试信息段，.debug
所有其它变量（除了出现在栈上的自动变量）存储在.data段之中。基本上，这些是应用程序或模块的全局变量。
资源段，.rsrc

 

 

下面介绍如何使用map文件查错

 

1 首先必须生成程序的 MAP 文件。什么是 MAP 文件？简单地讲， MAP 文件是程序的全局符号、源文件和代码行号信息的唯一的文本表示方法，它可以在任何地方、任何时候使用，不需要有额外的程序进行支持。而且，这是唯一能找出程序崩溃的地方的救星。

 

好吧，既然 MAP 文件如此神奇，那么我们应该如何生成它呢？在 VC 中，我们可以按下 Alt+F7 ，打开“Project Settings”选项页，选择 C/C++ 选项卡，并在最下面的 Project Options 里面输入：/Zd ，然后要选择 Link 选项卡，在最下面的 Project Options 里面输入： /mapinfo:lines 和 /map:PROJECT_NAME.map 。最后按下 F7 来编译生成 EXE 可执行文件和 MAP 文件。

 

在此我先解释一下加入的参数的含义：

 

/Zd 表示在编译的时候生成行信息

/map[:filename] 表示生成 MAP 文件的路径和文件名

/mapinfo:lines 表示生成 MAP 文件时，加入行信息

/mapinfo:exports 表示生成 MAP 文件时，加入 exported functions （如果生成的是 DLL 文件，这个选项就要加上）

 

OK，通过上面的步骤，我们已经得到了 MAP 文件，那么我们该如何利用它呢？

 

void Crash()

{

       int i = 0;

       int j = 1;

 

       int k = j/i;

}

 

void main()

{

       Crash();

}

 

很显然本程序有“除0错误”，在 Debug 方式下编译的话，运行时肯定会产生“非法操作”。好，让我们运行它，果然，“非法操作”对话框出现了，这时我们点击“详细信息”按钮，记录下产生崩溃的地址--在我的机器上是 0x0040104a 。

 

再看看它的 MAP 文件：（由于文件内容太长，中间没用的部分我进行了省略）

 

CrashDemo

 

Timestamp is 3e430a76 (Fri Feb 07 09:23:02 2003)

 

Preferred load address is 00400000

 

Start Length Name Class

0001:00000000 0000de04H .text CODE

0001:0000de04 0001000cH .textbss CODE

0002:00000000 00001346H .rdata DATA

0002:00001346 00000000H .edata DATA

0003:00000000 00000104H .CRT$XCA DATA

0003:00000104 00000104H .CRT$XCZ DATA

0003:00000208 00000104H .CRT$XIA DATA

…

 

Address Publics by Value Rva+Base Lib:Object

 

0001:00000020 ?Crash@@YAXXZ 00401020 f CrashDemo.obj

0001:00000070 _main 00401070 f CrashDemo.obj

0004:00000000 __IMPORT_DESCRIPTOR_KERNEL32 00424000 kernel32:KERNEL32.dll

0004:00000014 __NULL_IMPORT_DESCRIPTOR 00424014 kernel32:KERNEL32.dll

0004:00000138 __imp__GetCommandLineA@0 00424138 kernel32:KERNEL32.dll

0004:0000013c __imp__GetVersion@0 0042413c kernel32:KERNEL32.dll

0004:00000140 __imp__ExitProcess@4 00424140 kernel32:KERNEL32.dll

0004:00000144 __imp__DebugBreak@0 00424144 kernel32:KERNEL32.dll

0004:00000148 __imp__GetStdHandle@4 00424148 kernel32:KERNEL32.dll

0004:0000014c __imp__WriteFile@20 0042414c kernel32:KERNEL32.dll

..

entry point at 0001:000000f0

 

 

Line numbers for ./Debug/CrashDemo.obj(d:/msdev/myprojects/crashdemo/crashdemo.cpp) segment .text

 

13 0001:00000020 14 0001:00000038 15 0001:0000003f 16 0001:00000046

17 0001:00000050 20 0001:00000070 21 0001:00000088 22 0001:0000008d

 

如果仔细浏览 Rva+Base 这栏，你会发现第一个比崩溃地址 0x0040104a 大的函数地址是 0x00401070 ，所以在 0x00401070 这个地址之前的那个入口就是产生崩溃的函数，也就是这行：

 

0001:00000020 ?Crash@@YAXXZ 00401020 f CrashDemo.obj

 

因此，发生崩溃的函数就是 ?Crash@@YAXXZ ，所有以问号开头的函数名称都是 C++ 修饰的名称。在我们的源程序中，也就是 Crash() 这个子函数。

 

OK，现在我们轻而易举地便知道了发生崩溃的函数名称，你是不是很兴奋呢？呵呵，先别忙，接下来，更厉害的招数要出场了。

 

请注意 MAP 文件的最后部分--代码行信息（Line numbers information），它是以这样的形式显示的：

 

13 0001:00000020

 

第一个数字代表在源代码中的代码行号，第二个数是该代码行在所属的代码段中的偏移量。

 

如果要查找代码行号，需要使用下面的公式做一些十六进制的减法运算：

 

崩溃行偏移 = 崩溃地址（Crash Address） - 基地址（ImageBase Address） - 0x1000

 

为什么要这样做呢？细心的朋友可能会留意到 Rva+Base 这栏了，我们得到的崩溃地址都是由 偏移地址（Rva）+ 基地址（Base） 得来的，所以在计算行号的时候要把基地址减去，一般情况下，基地址的值是 0x00400000 。另外，由于一般的 PE 文件的代码段都是从 0x1000 偏移开始的，所以也必须减去 0x1000 。

 

好了，明白了这点，我们就可以来进行小学减法计算了：

 

崩溃行偏移 = 0x0040104a - 0x00400000 - 0x1000 = 0x4a

 

如果浏览 MAP 文件的代码行信息，会看到不超过计算结果，但却最接近的数是 CrashDemo.cpp 文件中的：

 

16 0001:00000046

 

也就是在源代码中的第 16 行，让我们来看看源代码:

 

16 i /= j;

 

哈！！！果然就是第 16 行啊！

 

兴奋吗？我也一样！ ：）

 

方法已经介绍完了，从今以后，我们就可以精确地定位到源代码中的崩溃行，而且只要编译器可以生成 MAP 文件（包括 VC、MASM、VB、BCB、Delphi……），本方法都是适用的。我们时常抱怨 M$ 的产品如何如何差，但其实 M$ 还是有意无意间提供了很多有价值的信息给我们的，只是我们往往不懂得怎么利用而已……相信这样一来，你就可以更为从容地面对“非法操作”提示了。你甚至可以要求用户提供崩溃的地址，然后就可以坐在家中舒舒服服地找到出错的那行，并进行修正。

 

 

最后的总结：

map文件工程设置：要在C/C++ 选项卡中选择 Program database。在Link 选项卡 中添加/mapinfo:lines。对于release还要进行勾选 生成map文件。即可。此法对debug和release都适用。

 

如果对于有依赖关系的工程，如果A依赖B，那么B也要选择program database，这样在A中就会生成B的行信息了。