链接使用的符号

摘要: 《程序员的自我修养》的读书笔记

链接使用的符号

在链接的过程中，函数名和变量名统称为符号，链接的过程就是目标文件之间的对地址的引用，即对函数和变量地址的引用。

使用

nm

命令查看目标文件的符号：

[root@localhost simple-secion-linux-elf]# nm SimpleSection.o
0000000000000000 T func1
0000000000000000 D global_init_var
0000000000000004 C global_uninit_var
0000000000000024 T main
U printf
0000000000000004 d static_var.2058
0000000000000000 b static_var2.2059

ELF符号的结构体，定义于“/usr/include”


/* Symbol table entry.  */
typedef struct
{
Elf32_Word	st_name;		/* Symbol name (string tbl index) */
Elf32_Addr	st_value;		/* Symbol value */
Elf32_Word	st_size;		/* Symbol size */
unsigned char	st_info;		/* Symbol type and binding */
unsigned char	st_other;		/* Symbol visibility */
Elf32_Section	st_shndx;		/* Section index */
} Elf32_Sym;

Elf32_Sym成员的定义解释：




st_info(符号绑定信息)，低4位表示符号类型（Symbol Type）,高28位表示符号绑定信息（Symbol Binding）







st_shndx(符号所在段) 如果符号是定义在目标文件中，那么符号的意思就是符号所在的段的在段表中的下标 ，此外还有几种特殊的定义如下：




st_value(符号值) 符号如果是一个函数或者变量，符号值表示函数或者变量的地址，特殊地st_value还有以下几种可能：

在目标文件中，符号类型不是COMMON类型（st_shndx!=SHN_COMMON），st_value表示符号在段中的偏移，即符号位于st_shndx所在的段偏移st_value，在该例子中的global_init_var、func1、main都属于这种类型。

在目标文件中，符号类型是COMMON类型（st_shndx=SHN_COMMON），st_value表示符号的对其属性，在该例子中的global_uninit_var的Value值为0000000000000004，表示对其长度为4字节，即为global_uninit_var类型（int）的字节长度

在可执行文件中，st_value表示符号的虚拟地址，动态链接需要使用到

使用

readelf -s

命令查看目标文件的所有符号详细信息

[root@localhost simple-secion-linux-elf]# readelf -s SimpleSection.o

Symbol table '.symtab' contains 16 entries:
Num:    Value          Size Type    Bind   Vis      Ndx Name
0: 0000000000000000     0 NOTYPE  LOCAL  DEFAULT  UND
1: 0000000000000000     0 FILE    LOCAL  DEFAULT  ABS SimpleSection.c
2: 0000000000000000     0 SECTION LOCAL  DEFAULT    1
3: 0000000000000000     0 SECTION LOCAL  DEFAULT    3
4: 0000000000000000     0 SECTION LOCAL  DEFAULT    4
5: 0000000000000000     0 SECTION LOCAL  DEFAULT    5
6: 0000000000000004     4 OBJECT  LOCAL  DEFAULT    3 static_var.2058
7: 0000000000000000     4 OBJECT  LOCAL  DEFAULT    4 static_var2.2059
8: 0000000000000000     0 SECTION LOCAL  DEFAULT    7
9: 0000000000000000     0 SECTION LOCAL  DEFAULT    8
10: 0000000000000000     0 SECTION LOCAL  DEFAULT    6
11: 0000000000000000     4 OBJECT  GLOBAL DEFAULT    3 global_init_var
12: 0000000000000004     4 OBJECT  GLOBAL DEFAULT  COM global_uninit_var
13: 0000000000000000    36 FUNC    GLOBAL DEFAULT    1 func1
14: 0000000000000000     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT  UND printf
15: 0000000000000024    57 FUNC    GLOBAL DEFAULT    1 main

使用

readelf -S

查看目标文件的所有段信息，后面分析符号信息的时候会作为参照使用到。

[root@localhost simple-secion-linux-elf]# readelf -S SimpleSection.o
There are 13 section headers, starting at offset 0x1a0:

Section Headers:
[Nr] Name              Type             Address           Offset
Size              EntSize          Flags  Link  Info  Align
[ 0]                   NULL             0000000000000000  00000000
0000000000000000  0000000000000000           0     0     0
[ 1] .text             PROGBITS         0000000000000000  00000040
000000000000005d  0000000000000000  AX       0     0     4
[ 2] .rela.text        RELA             0000000000000000  000006c8
0000000000000078  0000000000000018          11     1     8
[ 3] .data             PROGBITS         0000000000000000  000000a0
0000000000000008  0000000000000000  WA       0     0     4
[ 4] .bss              NOBITS           0000000000000000  000000a8
0000000000000004  0000000000000000  WA       0     0     4
[ 5] .rodata           PROGBITS         0000000000000000  000000a8
0000000000000004  0000000000000000   A       0     0     1
[ 6] .comment          PROGBITS         0000000000000000  000000ac
000000000000002d  0000000000000001  MS       0     0     1
[ 7] .note.GNU-stack   PROGBITS         0000000000000000  000000d9
0000000000000000  0000000000000000           0     0     1
[ 8] .eh_frame         PROGBITS         0000000000000000  000000e0
0000000000000058  0000000000000000   A       0     0     8
[ 9] .rela.eh_frame    RELA             0000000000000000  00000740
0000000000000030  0000000000000018          11     8     8
[10] .shstrtab         STRTAB           0000000000000000  00000138
0000000000000061  0000000000000000           0     0     1
[11] .symtab           SYMTAB           0000000000000000  000004e0
0000000000000180  0000000000000018          12    11     8
[12] .strtab           STRTAB           0000000000000000  00000660
0000000000000066  0000000000000000           0     0     1
Key to Flags:
W (write), A (alloc), X (execute), M (merge), S (strings)
I (info), L (link order), G (group), x (unknown)
O (extra OS processing required) o (OS specific), p (processor specific)

该例子中的几个重要的符号解释：

func1 和 main 定义与目标文件中，Ndx值为1表示位于代码段中（参照 readelf -S 结果中的 [Nr] 值 ）

Bind值为GLOBAL，表示符号绑定信息为全局符号，外部可见

Type值为FUNC，表示符号类四个函数或其他可执行代码

Size值表示符号大小

Value符号所在的地址

printf符号在目标文件中没有定义，所以Ndx值为UND

global_init_var符号是已初始化的全局变量，Ndx值为3表示位于.data数据段，

Bind值为OBJECT，表示符号类型为STT_OBJECT，变量数组的符号类型都为该值

Size为4，表示符号大小占用4字节

Value为0，表示该符号位于Ndx段的第0个位置

global_uninit_var Ndx值为COM表示位于COMMON段，全局未初始化的符号是这种类型的

有部分Name未定义的符号，符号名就是段名，比如Num为2、Ndx为1的的符号表示.text段，他的符号名就是段名

SimpleSection.c符号的Ndx为ABS、Type为FILE，表示文件名的符号