文章目录

前言
一、strip
- 1.1 GNU Binutils
- 1.2 strip
二、使用步骤
- 2.1 demo
- 2.2 strip --strip-debug
- 2.3 符号信息
- - 2.3.1 查看模块的符号信息
  - 2.3.2 符号表
  - 2.3.3 strip -s
三、Linux内核中的使用
总结
参考资料

前言

最近学习了Linux内核模块的符号信息和 strip 命令，总结一下。

一、strip

1.1 GNU Binutils

GNU Binutils 是二进制工具的集合。主要有：

ld - the GNU linker.
as - the GNU assembler.

其他常用的一些工具：

ar - A utility for creating, modifying and extracting from archives.
nm - Lists symbols from object files.
objcopy - Copies and translates object files.
objdump - Displays information from object files.
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.
......

binutils 已被移植到大多数主要的 Unix variants 中，是为GNU系统(以及GNU/Linux)提供编译和链接程序的工具。

本文主要介绍strip命令的使用。

1.2 strip

（1）

strip - Discard symbols from object files.

Discard 目标文件 objfile 中的符号。

（2）

 -s--strip-allRemove all symbols.-g-S-d--strip-debugRemove debugging symbols only.

（3）

 --infoDisplay a list showing all architectures and object formats available.

二、使用步骤

2.1 demo

我以一个简单的内核模块为例子：

#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>//内核模块初始化函数
static int __init hello_init(void)
{printk(KERN_EMERG "Hello World\n");return 0;
}//内核模块退出函数
static void __exit hello_exit(void)
{printk(KERN_DEBUG "exit\n");
}module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);MODULE_LICENSE("GPL");

编译出来的内核模块：

可以看出内核模块带有debug_info信息，所以导致文件大小比较大。

readelf -S helloworld.ko

有很多带debug的Section。

2.2 strip --strip-debug

我用 strip --strip-debug 命令去除内核模块的调试信息：

strip --strip-debug helloworld.ko

可见调试信息没有了，内核模块一下小了很多。

readelf -S helloworld.ko

没有带有debug的Section。

依然能够正常使用内核模块：

2.3 符号信息

2.3.1 查看模块的符号信息

readelf -s helloworld.ko
-s--symbols--symsDisplays the entries in symbol table section of the file, if it has one.

nm helloworld.ko

2.3.2 符号表

（1）
symtab 保存了二进制文件的符号表，符号表保存了查找程序符号、为符合赋值，重定位符号所需要的全部信息。有一个专门的section来保存符号表。符号表表项的格式由下列数据结构表示：

/* Symbol table entry.  */typedef struct
{Elf64_Word st_name;        /* Symbol name (string tbl index) */unsigned char   st_info;        /* Symbol type and binding */unsigned char st_other;        /* Symbol visibility */Elf64_Section    st_shndx;       /* Section index */Elf64_Addr   st_value;       /* Symbol value */Elf64_Xword   st_size;        /* Symbol size */
} Elf64_Sym;

符号的主要任务是将一个字符串和一个值关联起来。

（2）
一个符号的确切用途由st_info定义，由两部分组成：Symbol type 和 Symbol binding。

/* How to extract and insert information held in the st_info field.  */#define ELF32_ST_BIND(val)        (((unsigned char) (val)) >> 4)
#define ELF32_ST_TYPE(val)      ((val) & 0xf)
#define ELF32_ST_INFO(bind, type)   (((bind) << 4) + ((type) & 0xf))/* Both Elf32_Sym and Elf64_Sym use the same one-byte st_info field.  */
#define ELF64_ST_BIND(val)      ELF32_ST_BIND (val)
#define ELF64_ST_TYPE(val)      ELF32_ST_TYPE (val)
#define ELF64_ST_INFO(bind, type)   ELF32_ST_INFO ((bind), (type))

（3）
Symbol type：

/* Legal values for ST_TYPE subfield of st_info (symbol type).  */#define STT_NOTYPE 0       /* Symbol type is unspecified */
#define STT_OBJECT  1       /* Symbol is a data object */
#define STT_FUNC    2       /* Symbol is a code object */
#define STT_SECTION 3       /* Symbol associated with a section */
#define STT_FILE    4       /* Symbol's name is file name */
#define STT_COMMON  5       /* Symbol is a common data object */
#define STT_TLS     6       /* Symbol is thread-local data object*/
#define STT_NUM     7       /* Number of defined types.  */
#define STT_LOOS    10      /* Start of OS-specific */
#define STT_GNU_IFUNC   10      /* Symbol is indirect code object */
#define STT_HIOS    12      /* End of OS-specific */
#define STT_LOPROC  13      /* Start of processor-specific */
#define STT_HIPROC  15      /* End of processor-specific */

主要说明三个：
STT_NOTYPE：表示符号的类型未指定，用于未定义引用。
STT_OBJECT：表示符号关联到一个数据对象，比如变量、数组或指针。
STT_FUNC：表示符号关联到一个代码对象，比如函数或过程。

（4）
Symbol binding：

/* Legal values for ST_BIND subfield of st_info (symbol binding).  */#define STB_LOCAL   0       /* Local symbol */
#define STB_GLOBAL  1       /* Global symbol */
#define STB_WEAK    2       /* Weak symbol */
#define STB_NUM     3       /* Number of defined types.  */
#define STB_LOOS    10      /* Start of OS-specific */
#define STB_GNU_UNIQUE  10      /* Unique symbol.  */
#define STB_HIOS    12      /* End of OS-specific */
#define STB_LOPROC  13      /* Start of processor-specific */
#define STB_HIPROC  15      /* End of processor-specific */

主要说明三个：
STB_LOCAL：局部符号，只在目标文件内部可见，在与其它程序的其它部分合并时，是不可见的。如果一个程序的几个目标文件都定义相同的符号名，也不会有问题。局部符号互不干扰。

STB_GLOBAL：全局符号，在定义的目标文件内部可见，也可以由构成的其他目标文件引用。每个全局符号在一个程序内部都只能定义一次，否则链接器将报告错误。
指向符号的未定义引用，将在重定位期间确定相关符号的位置。如果对全局符号的未定义引用无法解决，则拒绝程序执行或静态绑定。

STB_WEAK：整个程序内可见，但可以有多个定义。如果程序中一个全局符号和一个局部符号名字相同，全局符号优先处理。
即使一个弱符号未定义，程序也可以静态或动态链接，并将符号指定为0值。

2.3.3 strip -s

strip -s helloworld.ko

去除模块的所有符号：

二进制模块的符号信息全部被strip，如下所示：

去除所有模块后，内核模块不能正常加载：

三、Linux内核中的使用

内核头文件中的顶层Makefile根据 INSTALL_MOD_STRIP是否被定义来决定是否去除掉模块的debug信息。

// /usr/src/5.4.0-26-generic/linux-headers-5.4.0-26-generic/Makefile# INSTALL_MOD_STRIP, if defined, will cause modules to be
# stripped after they are installed.  If INSTALL_MOD_STRIP is '1', then
# the default option --strip-debug will be used.  Otherwise,
# INSTALL_MOD_STRIP value will be used as the options to the strip command.ifdef INSTALL_MOD_STRIP
ifeq ($(INSTALL_MOD_STRIP),1)
mod_strip_cmd = $(STRIP) --strip-debug
else
mod_strip_cmd = $(STRIP) $(INSTALL_MOD_STRIP)
endif # INSTALL_MOD_STRIP=1
else
mod_strip_cmd = true
endif # INSTALL_MOD_STRIP
export mod_strip_cmd

INSTALL_MOD_STRIP，如果已定义，将导致模块在安装后内核模块的debug信息被去除掉。如果 INSTALL_MOD_STRIP 为 ‘1’，则将使用默认选项 --strip-debug。否则，INSTALL_MOD_STRIP 值将用作 strip 命令的选项。

总结

本文是内核模块符号表的一些内容以及strip命令的使用。

参考资料

深入Linux内核架构
https://www.gnu.org/software/binutils/

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