OBJ文件格式分析工具: objdump, nm,ar

首先簡要闡述關於gcc、glibc和 binutils模塊之間的關係

1、關於gcc、glibc和binutils模塊之間的關係

一、gcc（gnu collect compiler）是一組編譯工具的總稱。它主要完成的工做任務是「預處理」和「編譯」，以及提供了與編譯器緊密相關的運行庫的支持，如 libgcc_s.so、libstdc++.so等。

二、binutils提供了一系列用來建立、管理和維護二進制目標文件的工具程序，如彙編（as）、鏈接（ld）、靜態庫歸檔（ar）、反彙編 （objdump）、elf結構分析工具（readelf）、無效調試信息和符號的工具（strip）等。一般，binutils與gcc是緊密相集成 的，沒有binutils的話，gcc是不能正常工做的。

三、glibc是gnu發佈的libc庫，也即c運行庫。glibc是linux系統中最底層的api（應用程序開發接口），幾乎其它任何的運行庫 都會倚賴於glibc。glibc除了封裝linux操做系統所提供的系統服務外，它自己也提供了許多其它一些必要功能服務的實現，主要的以下：
（1）string，字符串處理
（2）signal，信號處理
（3）dlfcn，管理共享庫的動態加載
（4）direct，文件目錄操做
（5）elf，共享庫的動態加載器，也即interpreter
（6）iconv，不一樣字符集的編碼轉換
（7）inet，socket接口的實現
（8）intl，國際化，也即gettext的實現
（9）io
（10）linuxthreads
（11）locale，本地化
（12）login，虛擬終端設備的管理，及系統的安全訪問
（13）malloc，動態內存的分配與管理
（14）nis

（15）stdlib，其它基本功能
 

2、redhat9上升級gcc

一、升級這些庫時，最好不要覆蓋系統中缺省的；由於這些庫，尤爲是glibc庫，是系統中最核心的共享庫和工具，若是盲目覆蓋，極可能致使整個系統 癱瘓，由於通常更新glibc庫時，其它全部以來libc庫的共享庫都須要從新被編譯一遍。所以，爲了調試某個程序進入glibc時，最好把glibc安 裝到/usr/local/lib下。

二、首先編譯glibc庫。注意最好令創建一個glibc-build的目錄，configure時加上--enable-add- ons=linuxthreads選項。make install安裝到/usr/local下。

三、修改gcc的spec文件（/usr/lib/gcc-lib/i386-redhat-linux/3.2.2/specs），更改ld- linux.so.2爲/usr/local/lib下的新的共享庫裝載器。

四、編譯binutils庫，此時被編譯出的程序會鏈接到/usr/local/lib下的新的libc庫。注意，在configure前，須要設 置ld缺省鏈接的路徑（LIBRARY_PATH=/usr/local/lib:/lib:/usr/lib），不然binutils會 configure出錯，找不到libc中的一些符號。具體步驟以下：
（1）export LIBRARY_PATH=/usr/local/lib:/lib:/usr/lib
（2）mkdir binutils-build && cd binutils-build
（3）../binutils-2.13.90.0.18/configure
（4）make
（5）make -C ld clean
（6）make -C ld LIB_PATH=/usr/lib:/lib:/usr/local/bin（設置編譯後的ld的缺省庫搜索路徑，後面的比前面的優先級高）
（7）make install

 

3、總結

一、運行時，動態庫的裝載依賴於ld-linux.so.6的實現，它查找共享庫的順序以下：
（1）ld-linux.so.6在可執行的目標文件中被指定，可用readelf命令查看
（2）ld-linux.so.6缺省在/usr/lib和lib中搜索；當glibc安裝到/usr/local下時，它查找/usr/local /lib
（3）LD_LIBRARY_PATH環境變量中所設定的路徑
（4）/etc/ld.so.conf（或/usr/local/etc/ld.so.conf）中所指定的路徑，由ldconfig生成二進制的 ld.so.cache中

二、編譯時，搜索庫的路徑順序以下：
（1）ld-linux.so.6由gcc的spec文件中所設定
（2）gcc --print-search-dirs所打印出的路徑，主要是libgcc_s.so等庫。能夠經過GCC_EXEC_PREFIX來設定
（3）LIBRARY_PATH環境變量中所設定的路徑，或編譯的命令行中指定的-L/usr/local/lib
（2）binutils中的ld所設定的缺省搜索路徑順序，編譯binutils時指定。

     （能夠經過「ld --verbose | grep SEARCH」來查看）

三、二進制程序的搜索路徑順序爲PATH環境變量中所設定。通常/usr/local/bin高於/usr/bin

四、編譯時的頭文件的搜索路徑順序，與library的查找順序相似。通常/usr/local/include高於/usr/include

————————————————————————————————————

前言
若是普通編程不須要了解這些東西，若是想精確控制你的對象文件的格式或者你想查看一下文件對象裏的內容以便做出某種判斷，剛你能夠看一下下面的工 具：objdump, nm, ar。固然，本文不可能很是詳細的說明它們的使用方法和功能。若是你以爲本文不夠清楚，你可使用:man. 個人計劃只是想讓更多的人瞭解這些工具，之後在從此 的編程過程當中能有所幫助。


操做系統： Linux

開始

• 庫文件操做命令：ar ----很是好的東東。。讓你能查看函數庫裏的詳細狀況和用多個對象文件生成一個庫文件。
  • 經 經常使用法：
    • ar -t libname.a //顯示全部對象文件(.o文件)的列表.例： # ar t libtest.a
      libtest1.o
      libtest2.o
    • ar -rv libname.a  objfile1.o objfile2.o ... objfilen.o  //把objfile1.o--objfilen.o打包成一個庫文件
  • ar 選項
    d：從庫中刪除模塊。按模塊原來的文件名指定要刪除的模塊。若是使用了任選項v則列出被刪除的每一個模塊。
    m：該操做是在一個庫中移動成員。當庫中若是有若干模塊有相同的符號定義(如函數定義)，則成員的位置順序很重要。若是沒有指定任選項，任何指定的成員將 移到庫的最後。也可使用'a'，'b'，或'I'任選項移動到指定的位置。
    p：顯示庫中指定的成員到標準輸出。若是指定任選項v，則在輸出成員的內容前，將顯示成員的名字。若是沒有指定成員的名字，全部庫中的文件將顯示出來。
    q：快速追加。增長新模塊到庫的結尾處。並不檢查是否須要替換。'a'，'b'，或'I'任選項對此操做沒有影響，模塊老是追加的庫的結尾處。若是使用了 任選項v則列出每一個模塊。 這時，庫的符號表沒有更新，能夠用'ar s'或ranlib來更新庫的符號表索引。
    r：在庫中插入模塊(替換)。當插入的模塊名已經在庫中存在，則替換同名的模塊。若是若干模塊中有一個模塊在庫中不存在，ar顯示一個錯誤消息，並不替換 其餘同名模塊。默認的狀況下，新的成員增長在庫的結尾處，可使用其餘任選項來改變增長的位置。
    t：顯示庫的模塊表清單。通常只顯示模塊名。
    x：從庫中提取一個成員。若是不指定要提取的模塊，則提取庫中全部的模塊。
    下面在看看可與操做選項結合使用的任選項：
    
    a：在庫的一個已經存在的成員後面增長一個新的文件。若是使用任選項a，則應該爲命令行中membername參數指定一個已經存在的成員名。
    b：在庫的一個已經存在的成員前面增長一個新的文件。若是使用任選項b，則應該爲命令行中membername參數指定一個已經存在的成員名。
    c：建立一個庫。無論庫是否存在，都將建立。
    f：在庫中截短指定的名字。缺省狀況下，文件名的長度是不受限制的，可使用此參數將文件名截短，以保證與其它系統的兼容。
    i：在庫的一個已經存在的成員前面增長一個新的文件。若是使用任選項i，則應該爲命令行中membername參數指定一個已經存在的成員名(相似任選項 b)。
    l：暫未使用
    N：與count參數一塊兒使用，在庫中有多個相同的文件名時指定提取或輸出的個數。
    o：當提取成員時，保留成員的原始數據。若是不指定該任選項，則提取出的模塊的時間將標爲提取出的時間。
    P：進行文件名匹配時使用全路徑名。ar在建立庫時不能使用全路徑名（這樣的庫文件不符合POSIX標準），可是有些工具能夠。
    s：寫入一個目標文件索引到庫中，或者更新一個存在的目標文件索引。甚至對於沒有任何變化的庫也做該動做。對一個庫作ar s等同於對該庫作ranlib。
    S：不建立目標文件索引，這在建立較大的庫時能加快時間。
    u：通常說來，命令ar r...插入全部列出的文件到庫中，若是你只想插入列出文件中那些比庫中同名文件新的文件，就可使用該任選項。該任選項只用於r操做選項。
    v：該選項用來顯示執行操做選項的附加信息。
    V：顯示ar的版本.
• nm --列出目標文件(.o)的符號清單。。NND，太激動了。剛知道此命令時讓我三天沒睡好覺。我就使勁用了一把。
  • 經常使用法：
    • nm -s filename.a/filename.o/a.out  裏邊全部的符號列表一清二楚。例：
      # nm -s a.out
      080495b8 A __bss_start
      08048334 t call_gmon_start
      080495b8 b completed.5751
      080494b8 d __CTOR_END__
      080494b4 d __CTOR_LIST__
      080495ac D __data_start
      080495ac W data_start
      08048450 t __do_global_ctors_aux
      08048360 t __do_global_dtors_aux
      080495b0 D __dso_handle
      080494c0 d __DTOR_END__
      080494bc d __DTOR_LIST__
      080494c8 d _DYNAMIC
      080495b8 A _edata
      080495bc A _end
      0804847c T _fini
      08048498 R _fp_hw
      08048390 t frame_dummy
      080484b0 r __FRAME_END__
      08049594 d _GLOBAL_OFFSET_TABLE_
               w __gmon_start__
      0804844c T __i686.get_pc_thunk.bx
      080482b8 T _init
      080494b4 a __init_array_end
      080494b4 a __init_array_start
      0804849c R _IO_stdin_used
      080494c4 d __JCR_END__
      080494c4 d __JCR_LIST__
               w _Jv_RegisterClasses
      080483e0 T __libc_csu_fini
      080483f0 T __libc_csu_init
               U __libc_start_main@@GLIBC_2.0
      080483b4 T main
      080495b4 d p.5749
               U puts@@GLIBC_2.0
      08048310 T _start
  • 選項/屬性:
    -a或--debug-syms：顯示調試符號。
    -B：等同於--format=bsd，用來兼容MIPS的nm。
    -C或--demangle：將低級符號名解碼(demangle)成用戶級名字。這樣可使得C++函數名具備可讀性。
    -D或--dynamic：顯示動態符號。該任選項僅對於動態目標(例如特定類型的共享庫)有意義。
    -f format：使用format格式輸出。format能夠選取bsd、sysv或posix，該選項在GNU的nm中有用。默認爲bsd。
    -g或--extern-only：僅顯示外部符號。
    -n、-v或--numeric-sort：按符號對應地址的順序排序，而非按符號名的字符順序。
    -p或--no-sort：按目標文件中遇到的符號順序顯示，不排序。
    -P或--portability：使用POSIX.2標準輸出格式代替默認的輸出格式。等同於使用任選項-f posix。
    -s或--print-armap：當列出庫中成員的符號時，包含索引。索引的內容包含：哪些模塊包含哪些名字的映射。
    -r或--reverse-sort：反轉排序的順序(例如，升序變爲降序)。
    --size-sort：按大小排列符號順序。該大小是按照一個符號的值與它下一個符號的值進行計算的。
    -t radix或--radix=radix：使用radix進制顯示符號值。radix只能爲"d"表示十進制、"o"表示八進制或"x"表示十六進制。
    --target=bfdname：指定一個目標代碼的格式，而非使用系統的默認格式。
    -u或--undefined-only：僅顯示沒有定義的符號(那些外部符號)。
    -l或--line-numbers：對每一個符號，使用調試信息來試圖找到文件名和行號。對於已定義的符號，查找符號地址的行號。對於未定義符號，查找指 向符號重定位入口的行號。若是能夠找到行號信息，顯示在符號信息以後。
    -V或--version：顯示nm的版本號。
    --help：顯示nm的任選項。
• objdump  文件命令功能強的驚人。能實現上述兩個命令(ar,nm)的 不少功能。它主要是查看對象文件的內容信息。
  • 經常使用法：
    • objdump -h file<.o,.a,.out>//查看對象文件全部的節sections.例如：
      # objdump -h libtest1.o
      libtest1.o:     file format elf32-i386
      Sections:
      Idx Name          Size      VMA       LMA       File off  Algn
        0 .text         00000014  00000000  00000000  00000034  2**2
                        CONTENTS, ALLOC, LOAD, RELOC, READONLY, CODE
        1 .data         00000000  00000000  00000000  00000048  2**2
                        CONTENTS, ALLOC, LOAD, DATA
        2 .bss          00000000  00000000  00000000  00000048  2**2
                        ALLOC
        3 .rodata       0000000e  00000000  00000000  00000048  2**0
                        CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, DATA
        4 .comment      0000001f  00000000  00000000  00000056  2**0
                        CONTENTS, READONLY
        5 .note.GNU-stack 00000000  00000000  00000000  00000075  2**0
                        CONTENTS, READONLY
    • objdump -t 查看對象文件全部的符號列表，至關於 nm -s objfilename,如：
      # objdump -t libtest1.o
      
      libtest1.o:     file format elf32-i386
      
      SYMBOL TABLE:
      00000000 l    df *ABS*  00000000 libtest1.c
      00000000 l    d  .text  00000000 .text
      00000000 l    d  .data  00000000 .data
      00000000 l    d  .bss   00000000 .bss
      00000000 l    d  .rodata        00000000 .rodata
      00000000 l    d  .note.GNU-stack        00000000 .note.GNU-stack
      00000000 l    d  .comment       00000000 .comment
      00000000 g     F .text  00000014 print_test1
      00000000         *UND*  00000000 puts
  • 更多信息請查看選項： --archive-headers -a 顯示檔案庫的成員信息，與 ar tv 相似     objdump -a libpcap.a     和 ar -tv libpcap.a 顯示結果比較比較     顯然這個選項沒有什麼意思。 --adjust-vma=offset     When  dumping  information, first add offset to all     the section addresses.  This is useful if the  sec-     tion  addresses  do  not correspond  to the symbol     table, which can happen when  putting  sections  at     particular  addresses when using a format which can     not represent section addresses, such as a.out. -b bfdname --target=bfdname     指定目標碼格式。這不是必須的，objdump能自動識別許多格式，     好比：objdump -b oasys -m vax -h fu.o     顯示fu.o的頭部摘要信息，明確指出該文件是Vax系統下用Oasys     編譯器生成的目標文件。objdump -i將給出這裏能夠指定的     目標碼格式列表 --demangle -C 將底層的符號名解碼成用戶級名字，除了去掉全部開頭    的下劃線以外，還使得C++函數名以可理解的方式顯示出來。 --debugging     顯示調試信息。企圖解析保存在文件中的調試信息並以C語言     的語法顯示出來。僅僅支持某些類型的調試信息。 --disassemble -d 反彙編那些應該還有指令機器碼的section --disassemble-all -D 與 -d 相似，但反彙編全部section --prefix-addresses     反彙編的時候，顯示每一行的完整地址。這是一種比較老的反彙編格式。     顯示效果並不理想，但可能會用到其中的某些顯示，本身能夠對比。 --disassemble-zeroes     通常反彙編輸出將省略大塊的零，該選項使得這些零塊也被反彙編。 -EB -EL --endian={big|little}     這個選項將影響反彙編出來的指令。     little-endian就是咱們當年在dos下玩彙編的時候常說的高位在高地址，     x86都是這種。 --file-headers -f 顯示objfile中每一個文件的總體頭部摘要信息。 --section-headers --headers -h 顯示目標文件各個section的頭部摘要信息。 --help 簡短的幫助信息。 --info -i 顯示對於 -b 或者 -m 選項可用的架構和目標格式列表。 --section=name -j name 僅僅顯示指定section的信息 --line-numbers -l 用文件名和行號標註相應的目標代碼，僅僅和-d、-D或者-r一塊兒使用    使用-ld和使用-d的區別不是很大，在源碼級調試的時候有用，要求    編譯時使用了-g之類的調試編譯選項。 --architecture=machine -m machine     指定反彙編目標文件時使用的架構，當待反彙編文件自己沒有描述     架構信息的時候(好比S-records)，這個選項頗有用。能夠用-i選項     列出這裏可以指定的架構 --reloc -r 顯示文件的重定位入口。若是和-d或者-D一塊兒使用，重定位部分以反匯    編後的格式顯示出來。 --dynamic-reloc -R 顯示文件的動態重定位入口，僅僅對於動態目標文件有意義，好比某些    共享庫。 --full-contents -s 顯示指定section的完整內容。     objdump --section=.text -s inet.o | more --source -S 儘量反彙編出源代碼，尤爲當編譯的時候指定了-g這種調試參數時，    效果比較明顯。隱含了-d參數。 --show-raw-insn     反彙編的時候，顯示每條彙編指令對應的機器碼，除非指定了     --prefix-addresses，這將是缺省選項。 --no-show-raw-insn     反彙編時，不顯示彙編指令的機器碼，這是指定 --prefix-addresses     選項時的缺省設置。 --stabs     Display the contents of the .stab, .stab.index, and     .stab.excl sections from an ELF file.  This is only     useful  on  systems  (such as Solaris 2.0) in which     .stab debugging symbol-table entries are carried in     an ELF section.  In most other file formats, debug-     ging  symbol-table  entries  are interleaved  with     linkage symbols, and are visible in the --syms output. --start-address=address     從指定地址開始顯示數據，該選項影響-d、-r和-s選項的輸出。 --stop-address=address     顯示數據直到指定地址爲止，該選項影響-d、-r和-s選項的輸出。 --syms -t 顯示文件的符號表入口。相似於nm -s提供的信息 --dynamic-syms -T 顯示文件的動態符號表入口，僅僅對動態目標文件有意義，好比某些    共享庫。它顯示的信息相似於 nm -D|--dynamic 顯示的信息。 --version 版本信息     objdump --version --all-headers -x 顯示全部可用的頭信息，包括符號表、重定位入口。-x 等價於    -a -f -h -r -t 同時指定。     objdump -x inet.o