【Linux】GCC程序开发工具(中)
程序员文章站
2022-07-02 08:29:14
...
00. 目录
01. GCC的二进制工具
在GCC的开发环境中，除了基本程序生成的编译、链接工具，还有其它一系列二进制的工具可以使用。
ar 归档工具
readelf 读取ELF格式文件信息
strings 查看字符串
nm 显示符号信息
strip 删除符号
02. ar命令
ar工具用于建立、修改、提取归档文件(archive)。一个归档文件是包含多个目标文件的单个文件，它也被称为静态库。归档文件的结构保证了可以从中检索并得到原始的被包含的文件，也就是这个归档文件的成员。被包含的原始文件的内容、模式(权限)、时间戳、所有者和组等属性都保存在归档文件中，在提取后，可以恢复原始文件的相关属性。
2.1 ar用法命令
Usage: ar [emulation options] [-]{dmpqrstx}[abcDfilMNoOPsSTuvV] [--plugin <name>] [member-name] [count]
archive-file file...
ar -M [<mri-脚本]
命令：
d - 从归档文件中删除文件
m[ab] - 在归档文件中移动文件
p - 打印在归档文件中找到的文件
q[f] - 将文件快速追加到归档文件中
r[ab][f][u] - 替换归档文件中已有的文件或加入新文件
s - 作为 ranlib 工作
t[O][v] - display contents of the archive
x[o] - 从归档文件中分解文件
特定命令修饰符：
[a] - 将文件置于 [成员名] 之后
[b] - 将文件置于 [成员名] 之前 (于 [i] 相同)
[D] - 将 0 用于时间戳和 uid/gid（默认）
[D] - 使用实际时间戳和 uid/gid
[N] - 使用名称的实例 [数量]
[f] - 截去插入的文件名称
[P] - 在匹配时使用完整的路径名
[o] - 保留原来的日期
[O] - display offsets of files in the archive
[u] - 只替换比当前归档内容更新的文件
通用修饰符：
[c] - 不在必须创建库的时候给出警告
[s] - 创建归档索引 (cf. ranlib)
[S] - 不要创建符号表
[T] - 产生一个简单归档
[v] - 输出较多信息
[V] - 显示版本号
@<file> - 从 <file> 读取选项
--target=BFDNAME - 指定目标对象格式为 BFDNAME
--output=DIRNAME - specify the output directory for extraction operations
可选项：
--plugin <p> - 加载指定的插件程序
2.2 用法示例
在GCC工具系列中，ar工具常用于生成静态库(static lib)文件。
生成静态库
[email protected]:~/share/3rd/1static_lib$ ar -rv libtest.a add.o sub.o mul.o div.o
ar: 正在创建 libtest.a
a - add.o
a - sub.o
a - mul.o
a - div.o
[email protected]:~/share/3rd/1static_lib$
2.3 查看已经生成的静态库的内容
[email protected]:~/share/3rd/1static_lib$ ar -t libtest.a
add.o
sub.o
mul.o
div.o
[email protected]:~/share/3rd/1static_lib$
2.4 对于一个已经生成的静态库，再次调用ar可以替换静态库中的内容
[email protected]:~/share/3rd/1static_lib$ ar -rv libtest.a add.o sub.o
r - add.o
r - sub.o
[email protected]:~/share/3rd/1static_lib$
2.5 使用ar工具加-d选项，可以删除库中的成员
[email protected]:~/share/3rd/1static_lib$ ar -d libtest.a add.o
[email protected]:~/share/3rd/1static_lib$ ar -t libtest.a
sub.o
mul.o
div.o
[email protected]:~/share/3rd/1static_lib$
2.6 追加文件到归档文件中
[email protected]:~/share/3rd/1static_lib$ ar -rv libtest.a add.o
a - add.o
[email protected]:~/share/3rd/1static_lib$
2.7 提取其中的各个目标文件
[email protected]:~/share/3rd/1static_lib$ ar -x libtest.a
[email protected]:~/share/3rd/1static_lib$ ls -l *.o
-rw-r--r-- 1 deng deng 1368 6月 15 22:38 add.o
-rw-r--r-- 1 deng deng 1368 6月 15 22:38 div.o
-rw-r--r-- 1 deng deng 1368 6月 15 22:38 mul.o
-rw-r--r-- 1 deng deng 1368 6月 15 22:38 sub.o
03. readelf命令
readelf用来显示ELF格式文件的信息，可通过参数选项来控制显示那些特定信息。readelf工具的使用方式如下所示：
[email protected]:~$ readelf --help
用法：readelf <选项> elf-文件
显示关于 ELF 格式文件内容的信息
Options are:
-a --all 显示所有，等价于-h -l -S -s -r -d -V -A -I
-h --file-header 显示ELF文件头信息
-l --program-headers 显示ELF程序头
--segments --program-headers的别名
-S --section-headers Display the sections' header 显示节头
--sections --section-headers的别名
-g --section-groups Display the section groups
-t --section-details Display the section details
-e --headers Equivalent to: -h -l -S
-s --syms 显示符号表
--symbols An alias for --syms
--dyn-syms Display the dynamic symbol table
-n --notes 显示核心注释
-r --relocs 显示重定向信息
-u --unwind 显示unwind信息
-d --dynamic 显示动态段
-V --version-info 显示版本节
-A --arch-specific 显示体系架构特定信息
-c --archive-index Display the symbol/file index in an archive
-D --use-dynamic 显示信息使用动态节
-x --hex-dump=<number|name>
Dump the contents of section <number|name> as bytes
-p --string-dump=<number|name>
Dump the contents of section <number|name> as strings
-R --relocated-dump=<number|name>
Dump the contents of section <number|name> as relocated bytes
-z --decompress Decompress section before dumping it
-w[lLiaprmfFsoRtUuTgAckK] or
--debug-dump[=rawline,=decodedline,=info,=abbrev,=pubnames,=aranges,=macro,=frames,
=frames-interp,=str,=loc,=Ranges,=pubtypes,
=gdb_index,=trace_info,=trace_abbrev,=trace_aranges,
=addr,=cu_index,=links,=follow-links]
Display the contents of DWARF debug sections
--dwarf-depth=N Do not display DIEs at depth N or greater
--dwarf-start=N Display DIEs starting with N, at the same depth
or deeper
--ctf=<number|name> Display CTF info from section <number|name>
--ctf-parent=<number|name>
Use section <number|name> as the CTF parent
--ctf-symbols=<number|name>
Use section <number|name> as the CTF external symtab
--ctf-strings=<number|name>
Use section <number|name> as the CTF external strtab
-I --histogram 显示柱状图
-W --wide 对超过80列的输出设备指定一些行的格式
@<file> Read options from <file>
-H --help 显示帮助信息
-v --version Display the version number of readelf
将 bug 报告到 <http://www.sourceware.org/bugzilla/>
3.1 显示目标文件ELF文件头信息
[email protected]:~/share/3rd/1static_lib$ readelf -h add.o
ELF 头：
Magic： 7f 45 4c 46 02 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00
类别: ELF64
数据: 2 补码，小端序 (little endian)
Version: 1 (current)
OS/ABI: UNIX - System V
ABI 版本: 0
类型: REL (可重定位文件)
系统架构: Advanced Micro Devices X86-64
版本: 0x1
入口点地址： 0x0
程序头起点： 0 (bytes into file)
Start of section headers: 600 (bytes into file)
标志： 0x0
Size of this header: 64 (bytes)
Size of program headers: 0 (bytes)
Number of program headers: 0
Size of section headers: 64 (bytes)
Number of section headers: 12
Section header string table index: 11
[email protected]:~/share/3rd/1static_lib$
3.2 显示共享库头信息
[email protected]:~/share/3rd/3share_lib$ readelf -h libtest.so
ELF 头：
Magic： 7f 45 4c 46 02 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00
类别: ELF64
数据: 2 补码，小端序 (little endian)
Version: 1 (current)
OS/ABI: UNIX - System V
ABI 版本: 0
类型: DYN (共享目标文件)
系统架构: Advanced Micro Devices X86-64
版本: 0x1
入口点地址： 0x1040
程序头起点： 64 (bytes into file)
Start of section headers: 14208 (bytes into file)
标志： 0x0
Size of this header: 64 (bytes)
Size of program headers: 56 (bytes)
Number of program headers: 11
Size of section headers: 64 (bytes)
Number of section headers: 25
Section header string table index: 24
[email protected]:~/share/3rd/3share_lib$
3.3 显示可执行文件头信息如下
[email protected]:~/share/3rd/4share_test$ readelf -h main
ELF 头：
Magic： 7f 45 4c 46 02 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00
类别: ELF64
数据: 2 补码，小端序 (little endian)
Version: 1 (current)
OS/ABI: UNIX - System V
ABI 版本: 0
类型: DYN (共享目标文件)
系统架构: Advanced Micro Devices X86-64
版本: 0x1
入口点地址： 0x10e0
程序头起点： 64 (bytes into file)
Start of section headers: 14816 (bytes into file)
标志： 0x0
Size of this header: 64 (bytes)
Size of program headers: 56 (bytes)
Number of program headers: 13
Size of section headers: 64 (bytes)
Number of section headers: 31
Section header string table index: 30
[email protected]:~/share/3rd/4share_test$
04. strings命令
strings是一个简单的工具，用于查看文件中的字符串。
[email protected]:~/share/3rd/4share_test$ strings --help
用法：strings [选项] [文件]
打印 [文件] (默认为标准输入) 中可打印的字符串
选项为：
-a - --all 扫描整个文件，而不是数据段
-d --data 扫描数据段
-f --print-file-name 在字符串前面打印文件的名字
-n --bytes=[number] 定位和打印任何以NUL结束的序列，至少number个字节，默认为4个字节
-<number> least [number] characters (default 4).
-t --radix={o,d,x} 基于八、十、十六进制打印字符串
-w --include-all-whitespace Include all whitespace as valid string characters
-o An alias for --radix=o
-T --target=<BFDNAME> 指定二进制文件的格式
-e --encoding={s,S,b,l,B,L} 选择字符大小
s = 7-bit, S = 8-bit, {b,l} = 16-bit, {B,L} = 32-bit
-s --output-separator=<string> String used to separate strings in output.
@<file> Read options from <file>
-h --help 显示strings的所有选项然后退出
-v -V --version 显示strings的版本号然后退出
[email protected]:~/share/3rd/4share_test$
4.1 查看目标文件中的字符串
[email protected]:~/share/3rd/1static_lib$ strings add.o
GCC: (Ubuntu 9.3.0-10ubuntu2) 9.3.0
add.c
.symtab
.strtab
.shstrtab
.text
.data
.bss
.comment
.note.GNU-stack
.note.gnu.property
.rela.eh_frame
[email protected]:~/share/3rd/1static_lib$
05. nm命令
nm工具用于显示文件中的符号，可以用于各种ELF格式的文件。使用nm查看前面的目标文件(可重定向文件)，将显示符号及其相关内容。
[email protected]:~/share/3rd/1static_lib$ nm --help
用法：nm [选项] [文件]
列举 [文件] 中的符号 (默认为 a.out)。
The options are:
-a, --debug-syms 只显示调试符号
-A, --print-file-name 在每个符号前打印输入文件的名称
-B Same as --format=bsd
-C, --demangle[=STYLE] 将底层的符号解码位用户层的符号。
The STYLE, if specified, can be `auto' (the default),
`gnu', `lucid', `arm', `hp', `edg', `gnu-v3', `java'
or `gnat'
--no-demangle 不解析底层符号
--recurse-limit Enable a demangling recursion limit. This is the default.
--no-recurse-limit Disable a demangling recursion limit.
-D, --dynamic 显示动态符号而不是普通符号。对动态目标文件有意义。
--defined-only 只显示定义的符号
-e (ignored)
-f, --format=FORMAT 使用输出的格式 FORMAT can be `bsd',
`sysv' or `posix'. The default is `bsd'
-g, --extern-only 只显示外部符号
-l, --line-numbers 对每个符号，使用调试信息去视图找到文件名符号。对于已定义的符号，查找符号地址的行号。
对于未定义的符号，查找指定符号重定位入口的行号。如果可以找到行号信息，
在其它符号信息之后显示该信息。
-n, --numeric-sort 按符号对应地址的顺序排序，而不是按符号名的字符顺序
-o Same as -A
-p, --no-sort 不以任何顺序对符号进行排序
-P, --portability Same as --format=posix
-r, --reverse-sort 反转排序的顺序(按照数字或者字母顺序)显示
--plugin NAME Load the specified plugin
-S, --print-size Print size of defined symbols
-s, --print-armap 列出归档文件中成员的符号时包含索引,即名字和包含该名字定义的模块的映射
--size-sort 按照大小排列符号顺序，改大小是按照一个符号的值与它下一个符号的值进行计算
--special-syms 包括输出特殊符号
--synthetic 显示综合符号
-t, --radix=RADIX Use RADIX for printing symbol values
--target=BFDNAME Specify the target object format as BFDNAME
-u, --undefined-only 仅显示没有定义的符号(那些目标文件中的外部符号)
--with-symbol-versions Display version strings after symbol names
-X 32_64 (ignored)
@FILE Read options from FILE
-h, --help Display this information
-V, --version Display this program's version number
nm符号类型
| 符号类型 | 含义 |
|---|---|
| A | Absolute 符号的值是绝对值，并且不会被将来的连接所改变 |
| B | BSS 符号位于未初始化数据段 |
| C | Common 符号是公共。公共符号是未初始化的数据。在连接时，多个公共符号可能以相同的名字出现。如果符号在其它地方被定义，该符号会被当做未定义的引用来处理。 |
| D | Data，符号位于已经初始化数据部分 |
| N | 调试符号 |
| R | ReadOnly Data 符号位于只读数据段 |
| T | Text 符号位于代码段 |
| U | Undefined 未被定义的符号 |
| W | Weak 弱定义符号，也称为弱符号。当一个弱定义符号和一个已定义的普通符号连接时，使用该以定义的普通符号不会引起错误。当一个未定义的弱符号被连接且该符号位被定义时，该Weak符号变为零，并且不会产生错误。 |
在nm显示的符号中，小写字母表示这个符号是局部符号，大写字母表示这个符号是全局符号。
5.1 查看目标文件中的符号
[email protected]:~/share/3rd/1static_lib$ nm add.o
0000000000000000 T add
[email protected]:~/share/3rd/1static_lib$
5.2 查看共享库中的符号
[email protected]:~/share/3rd/3share_lib$ nm libtest.so
00000000000010f9 T add
0000000000004020 b completed.8059
w __cxa_finalize
0000000000001040 t deregister_tm_clones
00000000000010b0 t __do_global_dtors_aux
0000000000003e88 d __do_global_dtors_aux_fini_array_entry
0000000000004018 d __dso_handle
0000000000003e90 d _DYNAMIC
0000000000001158 t _fini
00000000000010f0 t frame_dummy
0000000000003e80 d __frame_dummy_init_array_entry
0000000000002118 r __FRAME_END__
0000000000004000 d _GLOBAL_OFFSET_TABLE_
w __gmon_start__
0000000000002000 r __GNU_EH_FRAME_HDR
0000000000001000 t _init
w _ITM_deregisterTMCloneTable
w _ITM_registerTMCloneTable
0000000000001127 T mul
000000000000113e T mydiv
0000000000001070 t register_tm_clones
0000000000001111 T sub
0000000000004020 d __TMC_END__
[email protected]:~/share/3rd/3share_lib$
5.3 查看可执行文件中的符号
[email protected]:~/share/3rd/2static_test$ nm main
00000000000011f2 T add
0000000000004010 B __bss_start
0000000000004010 b completed.8059
w [email protected]@GLIBC_2.2.5
0000000000004000 D __data_start
0000000000004000 W data_start
0000000000001090 t deregister_tm_clones
0000000000001100 t __do_global_dtors_aux
0000000000003dc0 d __do_global_dtors_aux_fini_array_entry
0000000000004008 D __dso_handle
0000000000003dc8 d _DYNAMIC
0000000000004010 D _edata
0000000000004018 B _end
00000000000012c8 T _fini
06. strip命令
strip工具用于删除文件中的符号。使用strip既可以删除目标文件中的某个符号，也可以删除整个节。使用strip至少要有一个输入文件，也可以输入一个文件列表。
strip命令用法如下
[email protected]:~/share/3rd/3share_lib$ strip --help
用法：strip <选项> 输入文件
从文件中删除符号和节
选项为：
-I --input-target=<bfdname> 默认所有输入文件为<bfdname>格式
-O --output-target=<bfdname> 建立<bfdname>格式的输出文件
-F --target=<bfdname> Set both input and output format to <bfdname>
-p --preserve-dates 保留时间戳信息
-D --enable-deterministic-archives
Produce deterministic output when stripping archives (default)
-U --disable-deterministic-archives
Disable -D behavior
-R --remove-section=<name> 删除名称为<name>的节
--remove-relocations <name> Remove relocations from section <name>
-s --strip-all 删除所有的节
-g -S -d --strip-debug 删除所有符号和重定向信息
--strip-dwo Remove all DWO sections
--strip-unneeded 删除所有重定向不需要的节
--only-keep-debug Strip everything but the debug information
-M --merge-notes Remove redundant entries in note sections (default)
--no-merge-notes Do not attempt to remove redundant notes
-N --strip-symbol=<name> 删除名称为name的符号
--keep-section=<name> Do not strip section <name>
-K --keep-symbol=<name> 保留名称为name的符号
--keep-file-symbols Do not strip file symbol(s)
-w --wildcard Permit wildcard in symbol comparison
-x --discard-all 删除所有非全局符号
-X --discard-locals 删除所有编译产生的符号
-v --verbose 显示所有修改的文件
-V --version Display this program's version number
-h --help Display this output
--info List object formats & architectures supported
-o <file> 输出文件为file
6.1 使用strip删除main文件中的符号，输出为main_stripped文件。
# main_stripped是被删除了符号的可执行程序。
[email protected]:~/projects/Project1$ strip main -o main_stripped
[email protected]:~/projects/Project1$ ls -lh main main_stripped
-rwxrwxr-x 1 deng deng 17K 6月 18 20:11 main
-rwxrwxr-x 1 deng deng 15K 6月 18 20:11 main_stripped
[email protected]:~/projects/Project1$
# main_stripped中已经不包含任何符号
[email protected]:~/projects/Project1$ nm main_stripped
nm: main_stripped：无符号
[email protected]:~/projects/Project1$
6.2 使用file命令对比main和main_stripped两个文件
[email protected]:~/projects/Project1$ file main
main: ELF 64-bit LSB shared object, x86-64, version 1 (SYSV), dynamically linked,
interpreter /lib64/ld-linux-x86-64.so.2, BuildID[sha1]=655998d8473f3943b09638ea12e6bb148838c2e1,
for GNU/Linux 3.2.0, not stripped
[email protected]:~/projects/Project1$ file main_stripped
main_stripped: ELF 64-bit LSB shared object, x86-64, version 1 (SYSV), dynamically linked, interpreter /lib64/ld-
linux-x86-64.so.2, BuildID[sha1]=655998d8473f3943b09638ea12e6bb148838c2e1, for GNU/Linux 3.2.0, stripped
[email protected]:~/projects/Project1$
友情提示：
strip工具在嵌入式这种存储空间非常有限的系统中很有用，它可以极大程度的减少程序的体积，去掉复杂的符号表，因为符号表主要用于调试，所以可以再PC上调试完成后，烧写到目标板之前就直接利用strip命令。
07. 附录
7.1【Linux】GCC程序开发工具(上)
7.2 【Linux】GCC程序开发工具(中)
7.3 【Linux】GCC程序开发工具(下)
上一篇： 微信订阅号要大变：放弃按时间排序
下一篇： 银杏怎么吃？银杏有哪些功效
推荐阅读
-
Linux系统中安装gcc和kernel-devel的方法
-
Linux kde中11个你不知道的应用程序
-
linux下oracle报错，提示ORA-12514: TNS: 监听程序当前无法识别连接描述符中请求的服务的解决办法
-
Linux中 CentOS 6.5 手动升级gcc到gcc-6.1.0
-
工具类：在Java程序中执行Linux命令
-
Linux中的编码转换程序convmv的安装和使用教程
-
程序中获取linux系统启动时间方法
-
Linux系统中的gdb程序调试工具的命令知识介绍
-
Linux中安装使用RXVT命令行终端窗口程序的教程
-
微信小程序在开发工具预览的圆角模糊效果在ios手机中不能使用