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？文件中存储了哪些允许调试器功能的附加数据呢？

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
• 为符号输入信息
• 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）。

对于某些编译器，-g将禁用可能会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。一些优化确实会破坏代码。

有关详细信息，请查看DWARF，这是最初设计为与ELF（Linux和其他操作系统的二进制格式）配合使用的调试格式。

Answer 2

将符号表添加到可执行文件中，该函数/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上开玩笑）

默认情况下，启用调试时，大多数编译器优化都会关闭 所以代码是源代码到机器代码的纯粹翻译，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。

查看编译器文档以获取更多信息：
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，即使它会导致代码速度变慢。

Answer 5

这个question有一些重叠，它涵盖了另一方的问题。

Answer 6

正如您感兴趣的那样，您可以打开一个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。它也可能会更改程序集（-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“side file”。这有助于避免使用额外信息使可执行文件膨胀。