Perf中用于确定库加载地址的机制

Question

perf 如何在 post 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 二进制或分析输出（即 perf.data）的某处？

Answer 1

仅查看 ELF 可执行文件和库是无法找到它的。它可以每个运行;即使 ASLR 像 GDB 一样被 perf 禁用，程序也可能在使用某些可选库的 dlopen 之前使用 mmap(MAP_FIXED)，然后才加载，因此 dlopen 必须选择与平常不同的地址来映射库. （正常的动态链接发生在 main 运行之前，不是通过 dlopen，但大概 perf 希望能够记录地址 -> 任何文件支持映射的文件映射。）

大概是perf保存了运行每个ELF对象在perf.data

中的时基地址

Answer 2

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 命令以部分解码格式转储来自 perf.data 的数据。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，并在 perf.data 文件中具有 PERF_RECORD_MMAP 或 PERF_RECORD_MMAP2 类型。 perf report（和perf script）将重建内存偏移量以解码符号名称。

$ 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 file. To start profiling there is perf_event_open syscall which has perf_event_attr *attr argument. Man page描述了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 通常会将这些数据从内核转储到 perf.data 文件中而不进行大量处理（检查 "Woken up 1 times to write data" 输出的 perf record 打印件）。内核中的mmap事件由perf_event_mmap_output called from perf_event_mmap_event which is called from perf_event_mmap. mmap syscall implementation in mm/mmap.c has some unconditional calls to perf_event_mmap.

记录

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. There were ideas that munmap can be helpful https://www.spinics.net/lists/netdev/msg524414.html with links to https://lkml.org/lkml/2016/12/10/1 and 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 事件的处理代码在 perf/util/machine.c machine__process_mmap_event and machine__process_mmap2_event 中；记录的 mmap 参数、返回的地址、偏移量和文件名是在 map__new 和 thread__insert_map 的帮助下为进程 (pid/tid) 记录的，稍后用于将样本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，处理速度可能会很慢。对于长运行程序，您可能希望使用 perf record 的 -F freq 选项降低性能记录事件采样频率：perf record -F40 或使用 -c 选项。

Perf中用于确定库加载地址的机制

The Mechanism Used to Determine Library Load Address in Perf

linker

trace

ip-address

shared-libraries

perf