在 Golang 中使用 -w 和 -s 标志

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今天的博客文章来自 Valery,这是 Spiral Scout[1] 的一名高级软件工程师,专门从事 Golang(Go)开发。

作为在 Golang 以及许多其他编程语言方面具有专业知识的软件开发机构,我们知道对于我们的工程师和质量保证专家而言,能够与社区分享他们的知识和经验非常重要。感谢 Valery 这篇出色的文章和有用的 Golang 测试技巧!

当我在 GitHub 上查找一些良好的工程实践以备应用时,我注意到许多开发人员编译他们的 Go 程序时经常出现的问题,他们中许多人都使用链接器标记(linker flags)来减小输出文件大小,尤其是同时使用 -w-s 标记所带来的叠加效果。

在软件测试中,标记也被称为参数。当从命令行运行程序时,它们用于标识特定的状态或条件。标记可以打开或关闭,并且在整个软件开发过程中大量语言和框架都采用这种方式。

本文致力于说明在 Go 中实现 -w-s 标志的效果,并提供可以更有效地使用它们的方法。

-w-s 标志如何与 DWARF 和 ELF 配合使用

在讨论何时以及如何使用 -w-s 标志之前,先简要介绍一下我的测试环境。我使用的硬件/软件组合包括:

  • A Dell XPS 9570 laptop
  • Manjaro Linux OS
  • Testing branch

-w-s 标志通常用在 App 链接阶段和 Go 编译阶段 -ldflags 指令结合使用 (参见 Go 命令文档[2] )。有关标志的更多信息,请参见:https://golang.org/cmd/link/。

在我们仔细查看 -w 标志并拆解二进制代码以检查 DWARF 符号表是否消失之前,我建议先明确 DWARF 符号表的定义。

DWARF 是一种可以包含在二进制文件中的调试数据格式。根据维基百科 DWARF 条目[3],此格式是与称为 ELF(可执行和可链接格式)的标准通用文件格式一起开发的。这篇文章[4] 很好地解释了调试器如何与 DWARF 表配合工作。

Golang 的创建者们在 Go DWARF 源代码[5] 中分享了更多信息,包括有关如何形成此表并将其嵌入以 Go 编写的二进制文件的详细信息。

我将通过示例代码介绍以下一些要点。

首先,我们要使用以下步骤读取 DWARF 信息:

  1. 编译 Go 程序(开始我们仅使用 Go build 命令)
go build -o simple_build cmd/main.go
  1. 读取符号表。使用 readelf -Ws 可以方便的实现符号表读取。但是你也可以使用其他更熟悉的工具读取文件头(比如 objdump -h)。

  2. 请注意生成的程序的头部内容。

在 Golang 中使用 -w 和 -s 标志

我们可以看到这个二进制文件中包含了用于调试的数据(从第 24 节到第 32 节),并且还有一个符号表和字符串表。(如下所述)

  1. 使用如下命令进行读表
> objdump - dwarf=info main

输出看起来有些长,所以我用下面的命令把输出保存到文件中。

> objdump - dwarf=info main &> main.txt

你可以在下面看到输出的一部分:

在 Golang 中使用 -w 和 -s 标志

为了根据地址查找必要的函数,我们需要知道 PC (程序计数器)。你可以在 EIP 寄存器中找到 PC 值,它由 DW_AT_low_pc 和 DW_AT_high_pc 表示。举个例子,对于 main.main 函数(main 是 Go 运行时的函数)使用 low_pc ,并尝试使用 objdump -d 在二进制文件的位置 0x44f930 找到它。

在 Golang 中使用 -w 和 -s 标志

很棒。现在我们使用 -w 标志编译程序并且和不使用标志编译出来的程序进行比较。

  1. 运行下面的命令
go build -ldflags=”-w” -o build_with_w cmd/main.go

然后看看生成文件的头部发生了什么变化:在 Golang 中使用 -w 和 -s 标志

正如我们看到的,.zdebug 部分完全消失了。通过对顶部低位(Off 列)地址相减,我们可以精确计算二进制文件减小了多少。当你把这个差值从 Bytes 转换到 KB 时,可以对实际情况有更直观的体会。

在这个案例中,二进制文件的总大小大约 25MB,这意味着我们节省了大约 3.7KB。这让我好奇如果我尝试使用 Delve Go 调试器工具[6] 运行 dlv 时会发生什么?

  1. 运行
dlv — listen=:43671 — headless=true — api-version=2 — accept-multiclient exec ./build_with_w

… 返回了你所期待的结果:

API server listening at: [::]:43671
could not launch process: could not open debug info

好了,现在关于 DWARF 表和 -w 标志的作用变得更加清楚了。

让我们继续看看 -s 标志。根据文档,-s 标志不仅删除了调试信息,同时还删除了指定的符号表。不过,它与 -s 标志有何不同呢?

首先,快速了解一下 — 符号表包含了局部变量、全局变量和函数名等的信息。在上图中,这些信息在第 26 和第 27 节(.symtab 和 .strtab)给出。更多关于符号表的详细信息,可以在这里找到:http://refspecs.linuxbase.org/elf/gabi4+/ch4.symtab.html[7]http://refspecs.linuxbase.org/elf/gabi4+/ch4.strtab.html[8].

这次我们试试用 -s 标志编译一个二进制文件:

在 Golang 中使用 -w 和 -s 标志

如同我们期待的一样,关于 DWARF 的信息以及符号表和字符串表(一种发布标志)的内容都消失不见了。

这意味着什么?

如果只想删除调试信息,只使用 -w 标志是最合适的。如果要另外删除符号和字符串表以减小二进制文件的大小,请使用 -s 标志。

下面是在 Golang 中使用这些 flag 的的反面教材,不建议大家这样使用。尽管两个标志似乎比一个标志好,但是对于 -w-s 标志,情况却并非如此:

在 Golang 中使用 -w 和 -s 标志


via: https://blog.spiralscout.com/using-w-and-s-flags-in-golang-97ae59b50e26

作者:John Griffin[9]译者:befovy[10]校对:polaris1119[11]

本文由 GCTT[12] 原创编译,Go 中文网[13] 荣誉推出

参考资料

[1]

Spiral Scout: https://spiralscout.com/

[2]

Go 命令文档: https://golang.org/src/cmd/go/alldocs.go

[3]

DWARF 条目: https://en.wikipedia.org/wiki/DWARF

[4]

这篇文章: https://eli.thegreenplace.net/2011/02/07/how-debuggers-work-part-3-debugging-information/

[5]

Go DWARF 源代码: https://golang.org/src/cmd/link/internal/ld/dwarf.go

[6]

Delve Go 调试器工具: https://github.com/go-delve/delve

[7]

http://refspecs.linuxbase.org/elf/gabi4+/ch4.symtab.html: http://refspecs.linuxbase.org/elf/gabi4+/ch4.symtab.html

[8]

http://refspecs.linuxbase.org/elf/gabi4+/ch4.strtab.html: http://refspecs.linuxbase.org/elf/gabi4+/ch4.strtab.html

[9]

John Griffin: https://blog.spiralscout.com/@johnwgriffin

[10]

befovy: https://github.com/befovy

[11]

polaris1119: https://github.com/polaris1119

[12]

GCTT: https://github.com/studygolang/GCTT

[13]

Go 中文网: https://studygolang.com/

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