Виды отладочной информации в PE файлах

#отладка #pe

Существует несколько форматов отладочной информации. Меня интересует 4 наиболее известных:
CodeView, PDB, FPO, MISC. В сети ответов не нашёл и решил задать вопрос тут.

Верно ли, что PDB - это тот же CodeView только вынесенный в отдельный файл?
Что кроме отладочных символов может содержать файл PDB?

Что такое Frame Pointer Omission?

Поскольку любая отладочная информация в PE описывается структурой IMAGE_DEBUG_DIRECTORY,
что должно находиться в соответствующей директории отладки, если вся информация вынесена
в отдельный файл (в случае использования MISC это вроде DBG, PDB - файл PDB)? Наверное
есть какая то ссылка на этот файл?..

MISC - это какой то конкретный формат отладочных данных или просто обозначает то,
что отладочная информация вынесена в отдельный файл DBG?
    

Ответы

Ответ 1

Типы отладочной информации перечислены документации формата PE, а также в заголовочном
файле winnt.h:

#define IMAGE_DEBUG_TYPE_UNKNOWN          0
#define IMAGE_DEBUG_TYPE_COFF             1
#define IMAGE_DEBUG_TYPE_CODEVIEW         2
#define IMAGE_DEBUG_TYPE_FPO              3
#define IMAGE_DEBUG_TYPE_MISC             4
#define IMAGE_DEBUG_TYPE_EXCEPTION        5
#define IMAGE_DEBUG_TYPE_FIXUP            6
#define IMAGE_DEBUG_TYPE_OMAP_TO_SRC      7
#define IMAGE_DEBUG_TYPE_OMAP_FROM_SRC    8
#define IMAGE_DEBUG_TYPE_BORLAND          9
#define IMAGE_DEBUG_TYPE_RESERVED10       10
#define IMAGE_DEBUG_TYPE_CLSID            11
#define IMAGE_DEBUG_TYPE_VC_FEATURE       12
#define IMAGE_DEBUG_TYPE_POGO             13
#define IMAGE_DEBUG_TYPE_ILTCG            14
#define IMAGE_DEBUG_TYPE_MPX              15
#define IMAGE_DEBUG_TYPE_REPRO            16


Из всего этого зоопарка наибольшее значение имеют следующие:

IMAGE_DEBUG_TYPE_COFF

Наиболее старый формат, предполагает встраивание отладочной информации в исполняемый
файл. Поддерживает только ограниченный набор отладочной информации (соответствие строк
исходников адресам в бинарнике и FPO, если оно применяется для файла). Такой тип информации
использовали версии Visual C++ примерно до 2005, современные версии его не используют.

IMAGE_DEBUG_TYPE_CODEVIEW

Более новый формат, он допускает как встраивание информации в EXE-файл, так и вынесение
в отдельный файл (.PDB). Однако в современных версиях Visual C++ отладочная информация
всегда вынесена в .PDB, и Debug Directory данного формата содержит только ссылку на
внешний PDB-файл. (Отдельного типа записи "PDB" в Debug Directory не существует.)

IMAGE_DEBUG_TYPE_FPO

Если программа компилируется без оптимизации FPO, ее стек представляет из себя связный
список, в котором каждый элемент содержит указатель на следующий,  так что отладчик
может легко его обходить без дополнительной информации. Если же включена оптимизация
FPO, указателя на следующий элемент не будет, поэтому для успешного анализа стека нужен
размер данных на стеке у конкретной функции. Эта информация и включается в Debug Directory
типа FPO.  

IMAGE_DEBUG_TYPE_MISC

Ссылка на внешний файл .DBG, содержащий отладочную информацию формата COFF и/или
CodeView. Файл .DBG аналогичен по структуре PE файлам, его обычно получали с помощью
утилиты rebase, входящей в состав старых версий Visual Studio. Сейчас редко используется.

IMAGE_DEBUG_TYPE_VC_FEATURE

Некоторая служебная информация компилятора (для Visual C++ начиная с версии 2010
при сборке с параметром /GL).



Для иллюстрации возьмем программу, собранную Visual C++ 2012 в отладочной конфигурации,
и изучим ее Debug Directory с помощью команды dumpbin /headers:

Debug Directories

        Time Type        Size      RVA  Pointer
    -------- ------- -------- -------- --------
    5BAC500B cv            3E 000167B0     5BB0    Format: RSDS, {A11BDEB7-1F5D-4BFC-8E80-CE407A215DE8},
39, C:\PROJECTS\CppTest\Debug\CppTest.pdb
    5BAC500B feat          10 000167F0     5BF0    Counts: Pre-VC++ 11.00=7, C/C++=27,
/GS=27, /sdl=0, guardN=unreported


Первая строка - запись формата IMAGE_DEBUG_TYPE_CODEVIEW. RSDS - это сигнатура формата,
дальше идет GUID, номер версии файла (для отслеживания изменений) и путь к файлу.

Вторая строка - запись формата IMAGE_DEBUG_TYPE_VC_FEATURE. Из надписи sdl=0, например,
можно сделать вывод, что параметр /sdl (дополнительные проверки безопасности) был выключен.

Источники

PE Format

Generating debug information with Visual C++

Параметр компоновки /DEBUG

Параметры компиляции /Z7, /Zi, /ZI

Walking the Stack Without Symbols and With FPO (Frame Pointer Omission)

The .dbg Files