GNU binutils工具集

前言

GNU binutils工具提供了一系列二进制工具，用于日常开发过程中对程序调试和维护，经常会用到的工具如下：

as：汇编编译器，用于将汇编代码编译成目标文件;
addr2line：用于得到程序指令地址所对应的函数，以及函数所在的源文件名和行号信息;
ar：用于创建和修改档案文件，以及从档案文件中抽取文件，典型的档案文件如静态库（.a文件）;
ld：链接器，用于目标文件或库的链接;
nm：用于列出程序文件中的符号信息;
objcopy：可用于从程序文件中拷贝指定段;
objdump：能显示程序文件的相关信息，同时可支持对程序文件进行反汇编;
ranlib：用于生成一个档案文件的内容索引，以加快对档案文件的查找速度;
size：用于查询程序文件中各个段的大小;
strings：用于查看程序文件内的可显示字符串;
strip：用于剥去程序文件的调试信息，以减少程序文件所占用的存储空间;
readelf：用于查询ELF格式程序文件的段、节等信息.

下文会简单描述上述部分工具的基本用法，更为详细的使用方法建议查看对应工具的man和info信息。

addr2line

addr2line可根据程序指令地址查找到所对应的函数名、以及函数所在的源文件名和行号。当含有调试信息的执行程序出现crash时，可使用addr2line快速定位出错代码的位置。其基本使用格式如下：

addr2line <程序运行地址> -e <可执行文件路径>

nm

nm工具用于列出程序文件中的符号信息。以一个简单的hello world程序为例：

shell # nm helloworld
0000000100002008 d __dyld_private
0000000100000000 T __mh_execute_header
0000000100000f60 T _mainU _printfU dyld_stub_binder

nm所列出的每一行信息由三部分组成：

第一列表示程序运行时符号在内存中的地址。对于程序中未定义的符号，因为不清楚运行地址，因此显示为空；
第二列表示相应的符号所在的段，每个字符有着特定的含义；
第三列则是符号的名称。

对于第二列中的字符含义如下表所示：

字符	含义
A	表示符号所对应的值是绝对的，并且在后续的链接过程中也不会改变
B或b	表示符号位于未初始化的数据段（.bss段）中，该段用于包含初始化为0或未初始化的数据
C	表示未被初始化的公共符号
D或d	表示符号位于初始化的数据段（.data段）中
N	表示符号是调试用的
R或r	表示符号位于只读数据段（.rdata）中
T或t	表示符号位于代码段（.text段）中
U	表示符号未被定义

nm常用选项

通常程序中包含的符号种类比脚繁杂，可以定制选项显示需要查看的符号信息，一些常用的选项如下：

-g或–extern-only：仅显示全局符号；
-u或–undefined-only：仅显示未定义的符号；
–defined-only：仅显示已定义的符号；
-l或–line-numbers：借助调试信息查找每个符号所在文件名及对应行号。

objcopy

objcopy可以实现拷贝目标文件中特定的段，并且支持格式转化。objcopy支持的选项很多，比较常见的用法是创建二进制bin文件活着剥离目标文件中的调试信息。

使用objcopy生成纯二进制文件

在嵌入式开发中，经常需要向开发板rom中烧录引导程序，此时就可以使用objcopy从编译好的目标文件中将二进制执行代码拷贝出来。

objcopy -O binary boot.elf boot.bin

使用objcopy生成单独的调试信息文件

一般在程序发布时，是不会携带调试信息的，但是可以将调试信息提取出来作为文件，在程序调试时，可以将调试文件单独进行加载，比如gdb已经支持这个功能。

objcopy --only-keep-debug a.out a.out.dbg

objdump

objdump工具可用于查看目标文件或者可执行文件的段、节等构成信息，也可以用来对目标文件进行反汇编。objdump的常用选项如下：

-f：显示程序文件的头信息；
-h：显示程序中的段信息；
-s：显示某一个段的具体信息
-d：对程序进行反汇编后，显示程序文件的汇编代码；
-S：通常与-d选项搭配，用于指示objdump在反汇编时同时显示汇编代码所对应的C/C++源程序；

使用反汇编

使用objdump对程序文件进行反汇编，是日常调测用的较多的一个功能：

objdump -d -S a.out > a.out.S

strings

strings用于查看程序文件中的可显示字符，功能相对简单。在此查看一个最简单的helloworld程序中包含的字符串：

shell # strings helloworld
/lib64/ld-linux-x86-64.so.2
libc.so.6
printf
__cxa_finalize
__libc_start_main
__stack_chk_fail
GLIBC_2.2.5
GLIBC_2.4
_ITM_deregisterTMCloneTable
__gmon_start__
_ITM_registerTMCloneTable
u/UH
[]A\A]A^A_
hello world!
;*3$"

对于strings工具来说，更为常见的用法时为了查询系统中运行模块的版本信息，相对于查看模块运行日志，strings提供了一个更快捷的手段，当然这需要开发过程中在程序中增加特定版本信息的字符串。