Binutils 相关工具记录

Binuitils 介绍

The GNU Binutils are a collection of binary tools. The main ones are:

• ld - the GNU linker
• as - the GNU assembler
• gold - a new, faster, ELF only linker

But they also include

bin	discription
addr2line	Converts address into filenames and line numbers
ar	A utility for creating, modifying and extracting from archives
c++filt	Filter to demangle encoded C++ symbols
dlltools	Creates files for building and using DLLs
elfedit	Allows alteration of ELF format files
gprof	Displays profiling information
gprofng	Collects and displays application performance data
nlmconv	Convert object code into an NLM
nm	Lists symbols from object files
objcopy	Copies and translates object files
objdump	Displays information from object files
ranlib	Generates an index to contents of an archieve
readelf	Displays information from any ELF format object file
size	Lists the section sizes of an object or archive file
strings	Lists printable strings from files
strip	Discards symbols
windmc	A Windows compatible message compiler
windres	A compiler for Windows resource files

以上摘录自GNU官方网站。此外，/usr/inlcude/elf.h文件也是一个参考。下面是一些个人的记录。

Binutils 使用简记

链接器ld(1) 和 动态链接器ld-liunx(8)的小结

链接器ld是编译系统的最后一环，能够编译出目标文件.o或共享文件.so，基本等同于静态库文件lib<name>.a和共享库文件lib<name>.so.X.Y.Z。平常使用的基本形式为：

ld [-static] [-L library_path] [-l library_name] [-soname...] [*.so] [*.o] -o <output>

动态链接器/lib[64]/ld-linux.so.*是用来处理程序装载时的共享库文件，代替e_entry作为依赖共享库的程序的入口点，并完成自身和共享库依赖的装载、符号解析工作。该文件也可以直接运行，形式上为：

/lib64/ld-linux.so.*  [OPTIONS] [PROGRAM [ARGUMENTS]]

鉴于现在的默认编译方式为动态链接，有必要了解一下ld-linux的相关内容。

1. ldconfig是管理共享库的基本工具。较为正式的共享库形式为lib<name>.so.主版本号.次版本号.发布版本号，而能够保持基本兼容性的形式为lib<name>.so.X，两者通过软链接关联，该形式称为SO-NAME，一般应用程序中.dymanic节中对共享库依赖的声明也为为其SO-NAME。一般情况下，在生成lib<name>.so.X.Y.Z后并拷贝到库目录后，调用sudo ldconfig就能更新SO-NAME。（以前手动搞的确挺笨）
2. 影响ld-linux的一些环境变量，更多的参考手册。
   • LD_LIBRARY_PATH，对ld也有影响
   • LD_PRELOAD强制提前装载的共享库，可以覆盖某些符号，例如printf 。
   • LD_DEBUG可以使ld-linux打印装载信息

使用C++filt处理name mangling

C++ 的Name mangling虽然规则明确，但形式比较复杂。

c++filt _ZN9wikipedia7article6formatE
> wikipedia::article::format

不同编译器的 mangle 方式可能不同，这里需要注意适用范围。

nm查看符号表（.symtab）

nm hello.o
>                  U _GLOBAL_OFFSET_TABLE_
> 0000000000000000 T main
>                  U puts

默认包括符号值、符号类型、符号名三栏

objdump/readelf

两者的功能有较大的重叠，不过objdump也能够做dissamble、read raw bits。但两者的主要功能还是解析ELF文件的各个section的信息，主要包括elf header、section header table、section header string table、symbol table，以及.text、.data、.rodata等段。该部分与ELF文件格式紧密相关，可以参考《程序员的自我修养：链接、装载与库》第3章。

ar 查看archive的目标文件

ar -t /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libc.a
>>>
init-first.o
libc-start.o
sysdep.o
version.o
check_fds.o
libc-tls.o
elf-init.o
dso_handle.o
errno.o
errno-loc.o
...

其他相关工具

ldd (1) : list shared object dependencies

ldd /bin/bash
>>>
linux-vdso.so.1 (0x00007ffdb6c72000)
libtinfo.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libtinfo.so.6 (0x00007f4c3d5b0000)
libdl.so.2 => /lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so.2 (0x00007f4c3d5aa000)
libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007f4c3d3b8000)
/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007f4c3d722000

其中动态链接器ld和libc是典型的：

libc implements both standard C functions like strcpy() and POSIX functions (which may be system calls) like getpid()

libdl则是运行时用于加载动态库的库（以上的依赖是装载时的动态库依赖）。而liunx-vsdo实际并不是文件，其描述man 7 vsdo：

The “vDSO” (virtual dynamic shared object) is a small shared
library that the kernel automatically maps into the address space
of all user-space applications.

一般也不需过于关心。

参考内容

• 俞甲子等《程序员的自我修养：链接、装载与库》