GDB如何從Coredump檔案恢復動態庫資訊
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在Linux生成Coredump檔案時程式並沒有對動態連結庫檔案資訊進行特殊處理，但GDB在載入Coredump檔案時卻能正確載入所有的動態連結庫，包括程式執行中呼叫dlopen動態載入的so檔案，其原理是什麼呢？這裡通過對GDB原始碼的略覽來解開這個過程。
[關於如何設定庫搜尋路徑以及路徑搜尋的優先順序可參考"GDB動態庫搜尋路徑"筆記]
GDB的大略架構：gdb.c中的main函式是程式的入口，它只是簡單地呼叫gdb_main，後者再呼叫captured_main，captured_main是執行的主體函式。它先解析命令列引數選項，再初始化所有變數和所有檔案，最後是一個
載入一個Coredump檔案時，由core_file_command來處理，首先通過find_core_target來查詢有能力處理"CORE”檔案的target，並呼叫target的open函式處理。corelow.c在初始化時註冊了該型別的target，所以會進入corelow.c的core_open函式。core_open函式呼叫bfd_fopen函式開啟該檔案（bfd_fopen會識別格式並按ELF格式開啟），然後呼叫build_section_table讀入Coredump檔案的所有sections資訊（即segments資訊），完成後呼叫push_target將core的target操作新增到target連結串列中（這樣類似於readmemory等的一些動作就可以在Coredump檔案的地址空間進行了）。最後呼叫post_create_inferior進行後處理，呼叫init_thread_list讀取PT_NOTE資訊段中的執行緒資訊，呼叫target_fetch_registers讀取暫存器資訊，並根據暫存器恢復呼叫幀(frame)，最後呼叫print_stack_frame列印幀資訊（即backtrace），整個Coredump檔案的載入就完成了。
對於如何恢復動態連結庫資訊，我們需要關注的是post_create_inferior函式。在這個函式裡，如果在core指令之前已執行了file或exec_file命令，即已擁有了主執行程式的資訊，那麼就會呼叫solib_add來新增所有的so庫。
可見，恢復動態連結庫資訊的前提是必須擁有Coredump檔案和原始主執行程式的Binary檔案，如果只有其中一個，是不能恢復動態連結庫資訊的。
繼續看solib_add函式，它主要呼叫update_solib_list來更新所有的so庫列表，在update_solib_list函式裡，關鍵的地方是呼叫ops->current_sos函式來獲取so庫資訊列表，而current_sos函式總是根據當前資訊重建so庫列表。
在不同的作業系統和體系架構上，會有不同的current_sos實現。對於工程中通常使用的ARM指令和MIPS指令上的Linux系統，會由svr4_current_sos函式來實現重建功能。
進入svr4_current_sos函式，首先呼叫locate_base獲取除錯資訊的基址。它呼叫elf_locate_base分析主執行程式的ELF檔案得到該資訊。elf_locate_base先呼叫scan_dyntag查詢型別為DT_MIPS_RLD_MAP(0x70000016)的動態資訊，如果失敗再呼叫scan_dyntag查詢型別為DT_DEBUG(21)的動態資訊。對於MIPS，編譯器用DT_MIPS_RLD_MAP資訊存放除錯資訊，而DT_DEBUG資訊是無意義的，對於其他平臺如ARM，則用DT_DEBUG資訊存放除錯資訊，沒有DT_MIPS_RLD_MAP資訊。san_dyntag讀取名為".dynamic”的section並逐一掃描，該section的內容由dynamic section structure陣列組成，每個structure由兩個整陣列成，第一個整數是dynamic的型別（例如DT_DEBUG），第二個整數是dynamic的值，值的意義與型別相關。scan_dyntag逐一掃描，找到型別為DT_MIPS_RLD_MAP的動態資訊，然後返回其值。該值是在編譯時已經計算好的，實際上其值總是名為".rld_map”的section的地址。elf_locate_base會讀取scan_dyntag返回的值所指向的內容，也就是".rld_map” section的內容。".rld_map” section的長度只有4位元組，其內容是除錯資訊的基址，指向dynamic linker structs。在編譯時，".rld_map”的值為0，在執行時，由載入器填寫其值，載入器會維護一個dynamic linker structs，地址就放在".rld_map”中。在linux中，載入器通常是ld.so或者ld_linux.so。locate_base將elf_locate_base返回的值賦給全域性變數debug_base，這樣debug_base就指向了dynamic linker structs。由於這個資訊是執行時才有的，所以GDB只有在同時載入主執行檔案和Coredump檔案後才能恢復這個連結串列。
svr4_current_sos再呼叫solib_svr4_r_map從dynamic linker structs中獲取link map list連結串列，由於不同平臺上資料的組織不同，GDB在讀取資訊時會呼叫svr4_fetch_link_map_offsets等函式來獲取各變數的偏移地址和尺寸，在mips中，它最終會通過svr4_ilp32_fetch_link_map_offsets提供的資訊來解析結構體的資料。在這裡r_map_offset的資訊為4，所以solib_svr4_r_map從debug_base + 4的地方讀取link map list資訊，這樣就得到了整個連結對映表的頭指標。
然後svr4_current_sos開始遍歷link map list，這裡連結串列每個元素為20位元組，其大概的結構如下（在不同平臺上其大小和位置是不同的）：
U32 l_addr; // 4 bytes
U32 l_name; // 4 bytes
U32 l_ld; // 4 bytes
U32 l_next; // 4 bytes
U32 l_prev; // 4 bytes
GDB從Coredump檔案中讀取連結串列所在記憶體中的值，l_name是模組名稱的地址，從所指地址即可讀出so庫檔案的名稱，l_addr則是模組的載入地址，l_next是下一個模組連結資訊的地址，svr4_current_sos逐一遍歷，將所有so庫檔案的名稱和資訊重建為struct so_list結構的連結串列，最後返回這個連結串列。
之後回到update_solib_list函式，這個函式掃描從current_sos返回的so庫連結串列，檢查哪些so庫已載入，哪些so庫需要重新載入，哪些已載入的so庫需要解除安裝掉，然後對每一個需要載入的so庫呼叫solib_map_sections將這些so庫對映到target的記憶體空間。載入so庫時會呼叫tilde_expand和solib_open來擴充套件庫檔名，如果設定了正確sys_root路徑和庫搜尋路徑，庫就能正確找到和載入。
在所有庫都載入到target的記憶體空間後，整個程序的記憶體映象就恢復到Coredump時的狀況了，然後就可以觀察Coredump時的變數和狀態資訊了。
GDB載入動態庫資訊的過程示意如圖1所示。
圖（1）庫檔案資訊載入過程示意圖
下面用一個測試例子來描述庫資訊的恢復過程。
該示例程式由兩個檔案組成，一個主程式，一個動態so庫，主程式呼叫動態so庫裡的一個函式，動態庫裡的函式操作一個空指標以生成Coredump。
主程式，編譯後生成gdbso：
int main()
{
int ires = 0;
LPFun lpFun = NULL;
void *pHandle = dlopen("./libddd.so", RTLD_LAZY);
if (NULL == pHandle)
{
printf("open libddd.so failed\n");
return 1;
}
else
{
printf("open libddd.so success\n");
}
lpFun = (LPFun)dlsym(pHandle, "fun_dll");
if (NULL == lpFun)
{
printf("dlsym failed\n");
return 2;
}
ires = lpFun();
dlclose(pHandle);
return 0;
}動態庫程式，編譯後生成libddd.so：
int fun_dll()
{
void *pTmp = NULL;
printf("In dll\n");
memcpy(pTmp, 0, sizeof(100));
return 1;
}編譯主程式和動態庫，在MIPS平臺上執行生成Coredump，然後用GDB載入主程式gdbso和Coredump檔案，載入前使用set sys_root和set solib_search_path設定正確的庫搜尋路徑。
在GDB中，使用"set debug target 10”可以開啟載入target時的除錯資訊，觀察GDB是如何載入檔案的。
根據CORE載入過程，GDB會讀取主程式gdbso的".dynamic” section內容，我們使用objdump –h指令檢視gdbso的section資訊，如圖2所示。
圖（2）gdbso的objdump結果
從objdump的結果看到，.dynamic section在檔案中的偏移地址為0x017C，在載入後記憶體中的地址為0x0040017C，這段資料是隻讀的，所以在記憶體中的資料與檔案中的資料是相同的。我們在GDB中通過"x /28w 0x0040017c”檢視.dynamic section的內容，如圖3所示。
圖（3）.dynamic section的內容
從.dynmaic section的內容看到，地址0x004001dc就是DT_MIPS_RLD_MAP資訊，其型別為0x70000016，值為0x00410ac0，這剛好是.rld_map section的地址，與前文所述一致。
再使用"x /w 0x00410ac0”檢視.rld_map section的內容，如圖4所示。
圖（4）.rld_map section的內容
可以看到，.rld_map section的內容為0x2aad7a10（該section是可寫的，在檔案中的值為0x00000000，在Coredump載入後記憶體中的值為0x2aad7a10），所以dynamic linker structs的基地址為0x2aad7a10。
使用"x /4w 0x2aad7a10”檢視dynamic linker structs的內容，如圖5所示。
圖（5）dynamic linker structs的部分內容
根據前文分析，在dynamic linker structs中，偏移地址為4的地方就是link map list的地址。所以圖5中連結對映表(link map list)的頭指標為0x2aad7a28。連結串列的每個元素是20個位元組，使用"x /8w 0x2aad7a28”檢視第一個連結串列元素的內容，如圖6所示，注意其中只有前20個位元組是有效的。
圖（6）link map第一個元素的內容
從圖6看到，第一個連結串列元素的l_addr為0x00000000，l_name為0x2aac47e8，l_ld為0x0040017c，l_next為0x2aac75f8，l_prev為0x00000000。此模組的載入地址為0x00000000，表示是主程式gdbso的模組資訊，所以忽略掉它，看下一個連結串列元素。
使用"x /8w 0x2aac75f8”檢視第二個連結串列元素的內容，如圖7所示。
圖（7）link map第二個元素的內容
從圖7看到，第二個連結串列元素的l_addr為0x2aad8000，l_name為0x2aac75e8，l_ld為0x2aad818c，l_next為0x2aac7958，l_prev為0x2aad7a28。該模組的載入地址為0x2aad8000，模組名稱地址為0x2aac75e8。使用"x /4w 0x2aac75e8”和"x /s 0x2aac75e8”檢視該地址的內容，如圖8所示，可以看到，該模組的名稱為"/lib/librt.so.1”。
圖（8）link map第二個元素的模組的名稱
按上面的方式，繼續根據l_next瀏覽連結串列中的每一個模組，直到l_next為0x00000000，如圖9所示。
圖（9）link map後續元素的解析
從圖9看到，整個link map list，包含了"/lib/librt.so.1”、"/lib/libm.so.6”、"/lib/libpthread.so.0”、"/lib/libc.so.6”、"/lib/libdl.so.2”、"/lib/ld.so.1”、"./libddd.so”共7個模組的資訊。
從最後一個元素看到，動態庫libddd.so被載入到地址0x2ad1a000處，這是整個模組的載入地址，並不是其程式碼段的載入地址。我們使用objdump檢視libddd.so的.text段的偏移資訊，如圖10所示。
圖（10）libddd.so的objdump結果
從圖10看到，libddd.so的.text在記憶體中的偏移為0x0590，所以該模組載入到地址0x2ad1a000之後其程式碼段會被載入到0x2ad1a590處。
我們用"info sharedlibrary”檢視GDB解析的結果，和我們的分析是一致的，如圖11所示。
圖（11）GDB的info sharedlibrary結果
至此，整個so庫資訊載入過程就完成了。