Нахождение диапазона адресов сегмента данных

Question

В качестве упражнения по программированию я пишу сборщик мусора с отметками и полетом в C. Я хочу сканировать сегмент данных (глобальные и т. Д.) На для указателей на выделенную память, но я не знаю, как получить диапазон адреса этого сегмента. Как я мог это сделать?

Answer 1

Границы для текста (программный код) и данные для Linux (и другие Unixes):

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

/* these are in no header file, and on some
systems they have a _ prepended 
These symbols have to be typed to keep the compiler happy
Also check out brk() and sbrk() for information
about heap */

extern char  etext, edata, end; 

int
main(int argc, char **argv)
{
    printf("First address beyond:\n");
    printf("    program text segment(etext)      %10p\n", &etext);
    printf("    initialized data segment(edata)  %10p\n", &edata);
    printf("    uninitialized data segment (end) %10p\n", &end);

    return EXIT_SUCCESS;
}

Откуда эти символы берутся: Где определены символы Etext, Edata и End?

Answer 2

Если вы работаете на Windows, то есть Windows API, которые помогут вам.

//store the base address the loaded Module
dllImageBase = (char*)hModule; //suppose hModule is the handle to the loaded Module (.exe or .dll)

//get the address of NT Header
IMAGE_NT_HEADERS *pNtHdr = ImageNtHeader(hModule);

//after Nt headers comes the table of section, so get the addess of section table
IMAGE_SECTION_HEADER *pSectionHdr = (IMAGE_SECTION_HEADER *) (pNtHdr + 1);

ImageSectionInfo *pSectionInfo = NULL;

//iterate through the list of all sections, and check the section name in the if conditon. etc
for ( int i = 0 ; i < pNtHdr->FileHeader.NumberOfSections ; i++ )
{
     char *name = (char*) pSectionHdr->Name;
     if ( memcmp(name, ".data", 5) == 0 )
     {
          pSectionInfo = new ImageSectionInfo(".data");
          pSectionInfo->SectionAddress = dllImageBase + pSectionHdr->VirtualAddress;

          **//range of the data segment - something you're looking for**
          pSectionInfo->SectionSize = pSectionHdr->Misc.VirtualSize;
          break;
      }
      pSectionHdr++;
}

Определить ImageSectionInfo как,

struct ImageSectionInfo
{
      char SectionName[IMAGE_SIZEOF_SHORT_NAME];//the macro is defined WinNT.h
      char *SectionAddress;
      int SectionSize;
      ImageSectionInfo(const char* name)
      {
            strcpy(SectioName, name); 
       }
};

Вот полная минимальная консольная программа Win32, которую вы можете запустить в Visual Studio, которая демонстрирует использование API Windows:

#include <stdio.h>
#include <Windows.h>
#include <DbgHelp.h>
#pragma comment( lib, "dbghelp.lib" )

void print_PE_section_info(HANDLE hModule) // hModule is the handle to a loaded Module (.exe or .dll)
{
   // get the location of the module's IMAGE_NT_HEADERS structure
   IMAGE_NT_HEADERS *pNtHdr = ImageNtHeader(hModule);

   // section table immediately follows the IMAGE_NT_HEADERS
   IMAGE_SECTION_HEADER *pSectionHdr = (IMAGE_SECTION_HEADER *)(pNtHdr + 1);

   const char* imageBase = (const char*)hModule;
   char scnName[sizeof(pSectionHdr->Name) + 1];
   scnName[sizeof(scnName) - 1] = '\0'; // enforce nul-termination for scn names that are the whole length of pSectionHdr->Name[]

   for (int scn = 0; scn < pNtHdr->FileHeader.NumberOfSections; ++scn)
   {
      // Note: pSectionHdr->Name[] is 8 bytes long. If the scn name is 8 bytes long, ->Name[] will
      // not be nul-terminated. For this reason, copy it to a local buffer that's nul-terminated
      // to be sure we only print the real scn name, and no extra garbage beyond it.
      strncpy(scnName, (const char*)pSectionHdr->Name, sizeof(pSectionHdr->Name));

      printf("  Section %3d: %p...%p %-10s (%u bytes)\n",
         scn,
         imageBase + pSectionHdr->VirtualAddress,
         imageBase + pSectionHdr->VirtualAddress + pSectionHdr->Misc.VirtualSize - 1,
         scnName,
         pSectionHdr->Misc.VirtualSize);
      ++pSectionHdr;
   }
}

// For demo purpopses, create an extra constant data section whose name is exactly 8 bytes long (the max)
#pragma const_seg(".t_const") // begin allocating const data in a new section whose name is 8 bytes long (the max)
const char const_string1[] = "This string is allocated in a special const data segment named \".t_const\".";
#pragma const_seg() // resume allocating const data in the normal .rdata section

int main(int argc, const char* argv[])
{
   print_PE_section_info(GetModuleHandle(NULL)); // print section info for "this process's .exe file" (NULL)
}

Эта страница Может быть полезным, если вы заинтересованы в дополнительном использовании библиотеки DBGHELP.

Вы можете прочитать формат изображения PE здесь, чтобы узнать его в деталях. Как только вы поймете формат PE, вы сможете работать с приведенным выше кодом и даже сможете изменить его в соответствии с вашими потребностями.

• Формат PE

Встановка внутри PE: экскурсия по портативному формату исполняемого файла Win32

Углубленный взгляд на портативный формат исполняемого файла Win32, часть 1

Глубокая внешность в формате исполняемого файла Win32 портативный файл Win32, часть 2

• Windows API и структуры

Image_Section_Header Структура

Функция ImagentHeader

Image_nt_Headers Структура

Я думаю, что это поможет вам в значительной степени, а остальное вы можете исследовать себя :-)

Кстати, вы также можете увидеть эту тему, так как все это как-то связано с этим:

Сценарий: глобальные переменные в DLL, используемые многопоточным приложением

Answer 3

Поскольку вам, вероятно, придется сделать свой сборщик мусора средой, в которой программа работает, вы можете получить его из файла ELF напрямую.

Answer 4

Загрузите файл, из которого появился исполняемый файл, и проанализируйте заголовки PE, для Win32. Я понятия не имею о других OSES. Помните, что если ваша программа состоит из нескольких файлов (например, DLL), у вас может быть несколько сегментов данных.

Answer 5

Для iOS вы можете использовать Это решение. Анкет Он показывает, как найти диапазон текстовых сегментов, но вы можете легко изменить его, чтобы найти любой сегмент, который вам нравится.