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嵌入式的常用工具链

时间：2024-05-05 22:37:09

嵌入式开发中的常用工具gcc已经做了一定的总结，但是并不是只有gcc一个有用的工具，其中比较重要的工具有： 1、addr2line用于地址翻译，可以采用该工具判断某一个地址所在的函数，这样便于在出现错误时进行核对，检查函数的基本功能是否正确的实现。但是该工具只对存在调试信息的目标文件有效。通过该命令可以将某一地址确定到具体的函数。通常被使用的形式为： addr2line 0x080c1000 -f -e objtarget 其中的选项分别表示：-f表示显示函数 -e表示后面对应的可执行文件该工具在c++中用于确定重载函数的函数原型有一定的效果，众所周知在C++中函数的重载在编译器下的差别主要是通过一定的前缀实现的，采用addr2line可以将前缀去掉得到定义中的函数原型。基本的实现方法：addr2line address --demangle=gnu-v3 -f -e objtarget,其中选项--demangle=gnu-v3是还原的主要原因。 2、ar归档器，用于静态库的生成。 ar csr libname.a objname.o 3、nm 符号显示器，用来列出程序中的符号，这个符号显示器的好处可以分析数据的存储区域。由于nm工具列出了程序中符号的类型，可以根据符号类型，了解符号是在数据段，未初始化数据段还是在代码段，同样可以分析静态数据的所在的具体位置，这样也就知道了为什么在函数调用结束以后数据还能被保存，而不是被释放。

/*nmtest.c*/
1 #include
2
3 int global1;
4 int global2 = 3;
5
6 static int static_global1 = 1;
7
8 static int static_global2 = 3;
9
10 void foo ()
11 {
12 static int internal1;
13 static int internal2;
14
15 time (0);
16 }
17
18 static void bar ()
19 {
20
21 }
22
23 int main ()
24 {
25 int local1;
26 int local2 = 3;
27
28 foo ();
29
30 return 0;
31 }
~
上面的代码存在各种数据，全局变量，全局静态变量，局部变量，静态局部变量等，我们可以采用nm找到各个符号的存储位置。

下面是采用nm的实现效果：nm -n objtarget

[gong@Gong-Computer bintools]$ gcc -g nmtest.c -o nmtest
[gong@Gong-Computer bintools]$ nm -n nmtest
w _Jv_RegisterClasses
w __gmon_start__
U __libc_start_main@@GLIBC_2.0
U time@@GLIBC_2.0
08048290 T _init
08048300 T _start
08048330 t __do_global_dtors_aux
08048390 t frame_dummy
080483b4 T foo
080483c8 t bar
080483cd T main
080483f0 T __libc_csu_init
08048450 T __libc_csu_fini
08048455 T __i686.get_pc_thunk.bx
08048460 t __do_global_ctors_aux
0804848c T _fini
080484a8 R _fp_hw
080484ac R _IO_stdin_used
080484b0 R __dso_handle
08048550 r __E_END__
08049554 d __CTOR_LI__
08049554 d __init_array_end
08049554 d __init_array_start
08049558 d __CTOR_END__
0804955c d __DTOR_LIST__
08049560 D __DTOR_END__
08049564 d __JCR_END__
08049564 d __JCR_LIST__
08049568 d _DYNAMIC
08049634 d _GLOBAL_OFFSET_TABLE_
0804964c D __data_start
0804964c W data_start
08049650 D global2
08049654 d static_global1
08049658 d static_global2
0804965c A __bss_start
0804965c A _edata
0804965c b completed.5530
08049660 b dtor_idx.5532
08049664 b internal2.1676
08049668 b internal1.1675
0804966c B global1
08049670 A _end
上面的红色部分就是我们的几个变量，其中我们可以发现主要存在三列数据，分别是地址，以及所在段（.text,.data,.bss等），最后是符号名，函数名，全局变量，静态数据都是符号。

其中第二列的字母分别表示对应的段：

A 表示不会改变的，即使在链接过程中

B 表示.bss段

C 表示没有被初始化的公共符号

D 表示.data段

N 表示符号用于调试

P 表示符号位域一个栈中

R 表示在只读数据段中

T和t 表示在代码段中，对于函数名作为符号，若是"T"表示为非静态函数，而"t"表示为静态函数

U 表示没有定义

根据上面的说明分析上面的结果可以知道对于静态变量不是存储在.data段中就是存储在.bss段中，具体的根据是否初始化判断。全局变量的分配也与是否初始化有关，不是存在于.data中就是在.bss中，而局部变量不能通过nm看到。

4、objdump工具，该工具主要用于查看数据，可以查看目标文件的段（sections），可以查看目标文件的信息。通常使用的几个组合为：

4.1查看目标文件的段信息： objdump -h objtarget

4.2 查看目标文件的汇编代码： objdump -d objtarget

源码和汇编代码对照显示： objdump -S -d objtarget

4.3 查看具体段的信息： objdump -s -j .data（某一个段） objtarget 其中的-s表示显示具体的内容，而-j 表示选择某一个段。

4.4 查看程序的入口地址： objdump -f objtarget

5、段剪辑工具，可以操作具体的某一个段，可以删除和剪辑以及滤除调试信息等

5.1剪辑具体的某一段到一个新的目标文件： objcopy -j .data(某一个段) objtarget newtarget

5.2 删除具体的某一个段：objcopy -R .data(某一个段) objtarget newtarget

5.3 滤除调试信息 objcopy --strip-debug objtarget

通常是objdump 和objcopy 结合使用，这样就能得到具体的信息。采用上面的nmtest.c进行演示。

[gong@Gong-Computer bintools]$ objcopy -j .data nmtest newtarget
BFD: nmtest: warning: Empty loadable segment detected, is this intentional ?

[gong@Gong-Computer bintools]$ ls -a
. .. arm_nmtest arm_nmtest.txt arm_test arm_test_cpp cppmain main.c newtarget nmtest nmtest.c onlytext string string.c target test
[gong@Gong-Computer bintools]$ objdump -h newtarget

newtarget: file format elf32-i386

Sections:
Idx Name Size VMA A File off Algn
0 .data 00000010 0804964c 0804964c 0000064c 2**2
COS, ALLOC, LOAD, DATA
[gong@Gong-Computer bintools]$ objcopy -j .data -j .text -j .bss nmtest newtarget
[gong@Gong-Computer bintools]$ objdump -h newtarget

newtarget: file format elf32-i386

Sections:
Idx Name Size VMA LMA File off Algn
0 .text 0000018c 08048300 08048300 00000300 2**4
CNTS, ALLOC, LOAD, READONLY, CODE
1 .data 00000010 0804964c 0804964c 0000064c 2**2
CONTENTS, ALLOC, LOAD, DATA
2 .bss 00000014 0804965c 0804965c 0000065c 2**2
ALLOC
[gong@Gong-Computer bintools]$ objcopy -R .text newtarget
BFD: newtarget: warning: Empty loadable segment detected, is this intentional ?

[gong@Gong-Computer bintools]$ objdump -h newtarget

newtarget: file format elf32-i386

Sections:
Idx Name Size VMA LMA File off Algn
0 .data 00000010 0804964c 0804964c 0000064c 2**2
CONTENTS, ALLOC, LOAD, DATA
1 .bss 00000014 0804965c 0804965c 0000065c 2**2
ALLOC
查看程序与对应的汇编代码：

ALLOC
[gong@Gong-Computer bintools]$ objdump -S -d nmtest

nmtest: file format elf32-i386
Disassembly of section .init:

...

void foo ()
{
80483b4:55 push %ebp
80483b5:89 e5 mov %esp,%ebp
80483b7:83 ec 18 sub $0x18,%esp
static int internal1;
static int internal2;

time (0);
80483ba:c7 04 24 00 00 00 00 movl $0x0,(%esp)
80483c1:e8 2a ff ff ff call 80482f0
}
80483c6:c9 leave
80483c7:c3 ret

080483c8 :

static void bar ()
{
80483c8:55 push %ebp
80483c9:89 e5 mov %esp,%ebp

}
80483cb:5d pop %ebp
80483cc:c3 ret

080483cd

int main ()
{
80483cd:55 push %ebp
80483ce:89 e5 mov %esp,%ebp
80483d0:83 e4 f0 and $0xfffffff0,%esp
80483d3:83 ec 10 sub $0x10,%esp
int local1;
int local2 = 3;
80483d6:c7 44 24 0c 03 00 00 movl $0x3,0xc(%esp)
80483dd:00

foo ();
80483de:e8 d1 ff ff ff call 80483b4

return 0;
80483e3:b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax
}
...

上面的就是通过objdump的反汇编代码。

滤除的效果如下：

[gong@Gong-Computer bintools]$ objdump -h nmtest

nmtest: file format elf32-i386

Sections:
Idx Name Size VMA LMA File off Algn
0 .interp 00000013 08048134 08048134 00000134 2**0
CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, DATA
1 .note.ABI-tag 00000020 08048148 08048148 00000148 2**2
CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, DATA
2 .note.gnu.build-id 00000024 08048168 08048168 00000168 2**2
CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, DATA
3 .gnu.hash 00000020 0804818c 0804818c 0000018c 2**2
CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, DATA
4 .dynsym 00000050 080481ac 080481ac 000001ac 2**2
CONTENTS, ALLOC, LOAD, READ

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