如何找到全局静态初始化

Question

我刚刚阅读了这篇出色的文章：http : //neugierig.org/software/chromium/notes/2011/08/static-initializers.html 然后我尝试了：https : //gcc.gnu.org/onlinedocs/gccint/Initialization .html

不过，它关于查找初始化程序的内容对我不起作用。该.ctors部分不可用，但我可以找到.init_array（另请参阅Can't find .dtors and .ctors in binary）。但是我如何解释输出？我的意思是，总结页面的大小也可以由size命令及其.bss列处理 - 或者我错过了什么？

此外，nm不报告任何*_GLOBAL__I_*符号，仅报告*_GLOBAL__N_*函数和 - 更有趣的 -_GLOBAL__sub_I_somefile.cpp条目。后者可能表示具有全局初始化的文件。但是我能以某种方式获得正在运行的构造函数列表吗？理想情况下，一个工具会给我一个列表

Foo::Foo in file1.cpp:12
Bar::Bar in file2.cpp:45
...

（假设我有可用的调试符号）。有这样的工具吗？如果不是，那怎么写呢？该.init_array部分是否包含指向可以通过一些 DWARF 魔法转换为上述代码的指针？

Answer 1

正如您已经观察到的，构造函数/初始化函数的实现细节高度依赖于编译器（版本）。虽然我不知道有什么工具可以做到这一点，但当前的 GCC/clang 版本所做的事情非常简单，可以让一个小脚本完成这项工作：.init_array只是一个入口点列表。objdump -s可用于加载列表并nm查找符号名称。这是一个执行此操作的 Python 脚本。它应该适用于由上述编译器生成的任何二进制文件：

#!/usr/bin/env python
import os
import sys

# Load .init_array section
objdump_output = os.popen("objdump -s '%s' -j .init_array" % (sys.argv[1].replace("'", r"\'"),)).read()
is_64bit = "x86-64" in objdump_output
init_array = objdump_output[objdump_output.find("Contents of section .init_array:") + 33:]
initializers = []
for line in init_array.split("\n"):
    parts = line.split()
    if not parts:
        continue
    parts.pop(0)  # Remove offset
    parts.pop(-1) # Remove ascii representation

    if is_64bit:
        # 64bit pointers are 8 bytes long
        parts = [ "".join(parts[i:i+2]) for i in range(0, len(parts), 2) ]

    # Fix endianess
    parts = [ "".join(reversed([ x[i:i+2] for i in range(0, len(x), 2) ])) for x in parts ]

    initializers += parts

# Load disassembly for c++ constructors
dis_output = os.popen("objdump -d '%s' | c++filt" % (sys.argv[1].replace("'", r"\'"), )).read()
def find_associated_constructor(disassembly, symbol):
    # Find associated __static_initialization function
    loc = disassembly.find("<%s>" % symbol)
    if loc < 0:
        return False
    loc = disassembly.find(" <", loc)
    if loc < 0:
        return False
    symbol = disassembly[loc+2:disassembly.find("\n", loc)][:-1]
    if symbol[:23] != "__static_initialization":
        return False
    address = disassembly[disassembly.rfind(" ", 0, loc)+1:loc]
    loc = disassembly.find("%s <%s>" % (address, symbol))
    if loc < 0:
        return False
    # Find all callq's in that function
    end_of_function = disassembly.find("\n\n", loc)
    symbols = []
    while loc < end_of_function:
        loc = disassembly.find("callq", loc)
        if loc < 0 or loc > end_of_function:
            break
        loc = disassembly.find("<", loc)
        symbols.append(disassembly[loc+1:disassembly.find("\n", loc)][:-1])
    return symbols

# Load symbol names, if available
nm_output = os.popen("nm '%s'" % (sys.argv[1].replace("'", r"\'"), )).read()
nm_symbols = {}
for line in nm_output.split("\n"):
    parts = line.split()
    if not parts:
        continue
    nm_symbols[parts[0]] = parts[-1]

# Output a list of initializers
print("Initializers:")
for initializer in initializers:
    symbol = nm_symbols[initializer] if initializer in nm_symbols else "???"
    constructor = find_associated_constructor(dis_output, symbol)
    if constructor:
        for function in constructor:
            print("%s %s -> %s" % (initializer, symbol, function))
    else:
        print("%s %s" % (initializer, symbol))

C++ 静态初始化器不是直接调用的，而是通过两个生成函数_GLOBAL__sub_I_..和 来调用__static_initialization..。该脚本使用这些函数的反汇编来获取实际构造函数的名称。您将需要该c++filt工具来整理名称，或从脚本中删除调用以查看原始符号名称。

共享库可以有自己的初始值设定项列表，该脚本不会显示这些列表。那里的情况稍微复杂一些：对于非静态初始化程序，它.init_array会获取一个全零条目，在加载库时该条目会被初始化程序的最终地址覆盖。所以这个脚本将输出一个全零的地址。