Linux程序分析工具介绍—ldd,nm

原文链接:http://blog.csdn.net/statdm/article/details/7759100

本文要介绍的ldd和nm是linux下，两个用来分析程序很实用的工具。ldd是用来分析程序运行时需要依赖的动态库的工具；nm是用来查看指定程序中的符号表相关内容的工具。下面通过例子，分别来介绍一下这两个工具：

1. ldd, 先看下面的例子, 用ldd查看cs程序所依赖的动态库：

[plain] view plaincopy

1. $ ldd cs
2. linux-gate.so.1 =>  (0xffffe000)
3. libz.so.1 => /lib/libz.so.1 (0xb7f8c000)
4. libpthread.so.0 => /lib/libpthread.so.0 (0xb7f75000)
5. libcrypto.so.0.9.8 => /usr/lib/libcrypto.so.0.9.8 (0xb7e4d000)
6. libpcre.so.0 => /usr/lib/libpcre.so.0 (0xb7e21000)
7. libstdc++.so.6 => /usr/local/gcc4.5.1/lib/libstdc++.so.6 (0xb7d40000)
8. libm.so.6 => /lib/libm.so.6 (0xb7d18000)
9. libgcc_s.so.1 => /usr/local/gcc4.5.1/lib/libgcc_s.so.1 (0xb7cfd000)
10. libc.so.6 => /lib/libc.so.6 (0xb7bbc000)
11. /lib/ld-linux.so.2 (0xb7fab000)
12. libdl.so.2 => /lib/libdl.so.2 (0xb7bb7000)

在上面的例子中，ldd的结果可以分为三列来看：

•第一列：程序需要依赖什么库
•第二列: 系统提供的与程序需要的库所对应的库
•第三列：库加载的开始地址
通过上面的信息，我们可以得到以下几个信息：

•（1） 通过对比第一列和第二列，我们可以分析程序需要依赖的库和系统实际提供的，是否相匹配
•（2） 通过观察第三列，我们可以知道在当前的库中的符号在对应的进程的地址空间中的开始位置
2. nm, 通过下面的例子，我们来介绍nm工具：
先看一下这个简单的程序：

[cpp] view plaincopy

1. #include "iostream"
2. using namespace std;
3. class Test
4. {
5. public:
6. void Hello()
7. {
8. cout < < "Hello world!" << endl;
9. }
10. };
11. int main()
12. {
13. Test test;
14. test.Hello();
15. }

}接下来，我们编译该程序，然后看nm的结果： 

[plain] view plaincopy

1. $ g++ test.cc -o test
2. c$ nm test
3. 08049f10 d _DYNAMIC
4. 08049ff4 d _GLOBAL_OFFSET_TABLE_
5. 080486f0 t _GLOBAL__I_main
6. 080487fc R _IO_stdin_used
7. w _Jv_RegisterClasses
8. 080486b0 t _Z41__static_initialization_and_destruction_0ii
9. 0804870c W _ZN4Test5HelloEv
10. U _ZNSolsEPFRSoS_E@@GLIBCXX_3.4
11. U _ZNSt8ios_base4InitC1Ev@@GLIBCXX_3.4
12. U _ZNSt8ios_base4InitD1Ev@@GLIBCXX_3.4
13. 0804a040 B _ZSt4cout@@GLIBCXX_3.4
14. U _ZSt4endlIcSt11char_traitsIcEERSt13basic_ostreamIT_T0_ES6_@@GLIBCXX_3.4
15. 0804a0d4 b _ZStL8__ioinit
16. U _ZStlsISt11char_traitsIcEERSt13basic_ostreamIcT_ES5_PKc@@GLIBCXX_3.4
17. 08049f00 d __CTOR_END__
18. 08049ef8 d __CTOR_LIST__
19. 08049f08 D __DTOR_END__
20. 08049f04 d __DTOR_LIST__
21. 080488c8 r __FRAME_END__
22. 08049f0c d __JCR_END__
23. 08049f0c d __JCR_LIST__
24. 0804a02c A __bss_start
25. U __cxa_atexit@@GLIBC_2.1.3
26. 0804a024 D __data_start
27. 080487b0 t __do_global_ctors_aux
28. 08048610 t __do_global_dtors_aux
29. 0804a028 D __dso_handle
30. w __gmon_start__
31. U __gxx_personality_v0@@CXXABI_1.3
32. 080487aa T __i686.get_pc_thunk.bx
33. 08049ef8 d __init_array_end
34. 08049ef8 d __init_array_start
35. 08048740 T __libc_csu_fini
36. 08048750 T __libc_csu_init
37. U __libc_start_main@@GLIBC_2.0
38. 0804a02c A _edata
39. 0804a0d8 A _end
40. 080487dc T _fini
41. 080487f8 R _fp_hw
42. 08048508 T _init
43. 080485e0 T _start
44. 0804a0cc b completed.7065
45. 0804a024 W data_start
46. 0804a0d0 b dtor_idx.7067
47. 08048670 t frame_dummy
48. 08048694 T main

上面便是test这个程序中所有的符号，首先需要介绍一下上面的内容的格式：

•第一列：当前符号的地址
•第二列：当前符号的类型
•第三列：当前符号的名称
在上面的结果中，像_ZN4Test5HelloEv这样的符号，很多读者朋友可能会被它搞晕，这里介绍个小技巧，在nm的时候，加上-C选项，就可以把这些难以识别的符号，转换成便于我们阅读的符号TestHello()。这个主要是c++中的mangle机制所导致的，加上-C就是指定列出的符号是demangle了的。说了这么多，到底nm对我们程序有啥具体的帮助呢，我觉得主要有以下几个方面：
（1）判断指定程序中有没有定义指定的符号 (比较常用的方式：nm -C proc | grep symbol)
（2）解决程序编译时undefined reference的错误，以及mutiple definition的错误

（3）查看某个符号的地址，以及在进程空间的大概位置（bss, data, text区，具体可以通过第二列的类型来判断）

附：nm输出中，部分符合类型说明 ，详细见 nm 的帮助

A 
该符号的值是绝对的，在以后的链接过程中，不允许进行改变。这样的符号值，常常出现在中断向量表中，例如用符号来表示各个中断向量函数在中断向量表中的位置。 

B 
该符号的值出现在非初始化数据段(bss)中。例如，在一个文件中定义全局static int test。则该符号test的类型为b，位于bss section中。其值表示该符号在bss段中的偏移。一般而言，bss段分配于RAM中 

C 
该符号为common。common symbol是未初始话数据段。该符号没有包含于一个普通section中。只有在链接过程中才进行分配。符号的值表示该符号需要的字节数。例如在一个c文件中，定义int test，并且该符号在别的地方会被引用，则该符号类型即为C。否则其类型为B。 

D 
该符号位于初始话数据段中。一般来说，分配到data section中。例如定义全局int baud_table[5] = {9600, 19200, 38400, 57600, 115200}，则会分配于初始化数据段中。 

G 
该符号也位于初始化数据段中。主要用于small object提高访问small data object的一种方式。 

I 
该符号是对另一个符号的间接引用。 

N 
该符号是一个debugging符号。 

R 
该符号位于只读数据区。例如定义全局const int test[] = {123, 123};则test就是一个只读数据区的符号。注意在cygwin下如果使用gcc直接编译成MZ格式时，源文件中的test对应_test，并且其符号类型为D，即初始化数据段中。但是如果使用m6812-elf-gcc这样的交叉编译工具，源文件中的test对应目标文件的test,即没有添加下划线，并且其符号类型为R。一般而言，位于rodata section。值得注意的是，如果在一个函数中定义const char *test = “abc”, const char test_int = 3。使用nm都不会得到符号信息，但是字符串“abc”分配于只读存储器中，test在rodata section中，大小为4。 

S 
符号位于非初始化数据区，用于small object。 

T 
该符号位于代码区text section。 

U 
该符号在当前文件中是未定义的，即该符号的定义在别的文件中。例如，当前文件调用另一个文件中定义的函数，在这个被调用的函数在当前就是未定义的；但是在定义它的文件中类型是T。但是对于全局变量来说，在定义它的文件中，其符号类型为C，在使用它的文件中，其类型为U。 

V 
该符号是一个weak object。 

W 
The symbol is a weak symbol that has not been specifically tagged as a weak object symbol. 

- 
该符号是a.out格式文件中的stabs symbol。 

? 
该符号类型没有定