C++(Qt)软件调试---binutils工具集详解（39）

C++(Qt)软件调试—binutils工具集详解（39）

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1 概述🐜

binutils（Binary Utilities）是一套用于处理二进制目标文件的工具集合，主要面向编译器和链接器生成的目标文件和可执行文件。

是GCC编译器套件的重要组成部分，广泛应用于Linux、BSD等类Unix系统以及嵌入式开发环境中；

部分工具可用于Windows，不过在Windows中支持不完整。

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学习 Binutils 有以下几个重要原因（还有其他更多的用途这里不列出来）：

1. 理解程序构建过程

   • 编译链接原理：Binutils 包含了 as（汇编器）、ld（链接器）等工具，帮助理解代码如何从源文件转换为可执行文件

   • 目标文件分析：通过 objdump、readelf 等工具可以深入理解 ELF 文件格式和程序结构

2. 调试和性能优化

   • 调试支持：addr2line、nm 等工具可以帮助定位程序问题和分析符号信息

   • 性能分析：通过分析目标文件和符号表，可以进行程序大小优化和性能调优

   • 内存布局：理解程序在内存中的布局和加载过程

3. 逆向工程和安全研究

   • 二进制分析：安全研究人员需要使用 Binutils 中的工具来分析恶意软件或进行漏洞研究

   • 反汇编：objdump 可以用来反汇编程序，分析其行为

环境	说明
系统	ubuntu20.04、windows10

2 binutils包含的工具

主要工具

• ld - GNU 链接器
• as - GNU 汇编器
• gold - 一种新的、更快的、仅支持 ELF 的链接器

其他工具

• addr2line - 将地址转换为文件名和行号
• ar - 用于创建、修改和提取档案文件的工具
• c++filt - 用于解码 C++ 符号的过滤器
• dlltool - 创建用于构建和使用 DLL 的文件
• elfedit - 允许修改 ELF 格式文件
• gprof - 显示性能分析信息
• gprofng - 收集并显示应用程序性能数据
• nlmconv - 将目标代码转换为 NLM 格式
• nm - 列出目标文件中的符号
• objcopy - 复制和转换目标文件
• objdump - 显示目标文件中的信息
• ranlib - 为档案文件内容生成索引
• readelf - 显示任何 ELF 格式目标文件中的信息
• size - 列出目标文件或档案文件的节大小
• strings - 列出文件中的可打印字符串
• strip - 丢弃符号
• windmc - Windows 兼容的消息编译器
• windres - Windows 资源文件编译器

相关库文件

• libbfd - 用于操作多种不同格式二进制文件的库
• libctf - 用于操作 CTF 调试格式的库
• libopcodes - 用于汇编和反汇编多种不同汇编语言的库
• libsframe - 用于操作 SFRAME 调试格式的库

3 主要工具详细说明

3.1 ld - GNU 链接器

GNU Binutils 中的链接器，用于将编译后的目标文件（.o）和库文件（.a/.so）链接成可执行文件或共享库。它主要负责地址分配、符号解析和重定位。

实际中通常使用编译器完成链接，会自动调用 ld 并设置必要的参数。

主要功能

• 符号解析：解析不同目标文件中的符号引用和定义
• 重定位：调整代码和数据的地址引用
• 段合并：将输入文件中的段合并到输出文件中
• 库处理：链接静态库和动态库

使用场景：

• 将编译后的目标文件合并为最终可执行程序
• 创建共享库(.so文件)
• 处理符号解析和重定位

使用方法：

ld [选项] 目标文件... -o 输出文件

3.2 as - GNU 汇编器

as 命令是 GNU 汇编器（GNU Assembler）的命令行工具，用于将汇编语言源代码编译成目标文件。

它是 GNU Binutils 工具集的一部分，通常与 gcc 编译器一起使用。

• 通常由 gcc 自动调用，用户无需直接使用；
• 生成的目标文件需要通过 ld 链接器进行链接；
• 可以与 objdump、nm 等工具配合分析目标文件；

主要功能

• 汇编翻译：将汇编语言代码转换为机器码格式的目标文件
• 符号处理：处理汇编代码中的标签、变量名等符号
• 重定位信息生成：为目标文件生成重定位信息，供链接器使用

使用场景：

• 编译汇编语言程序
• 将.s或.S文件转换为.o目标文件
• 嵌入到编译流程中处理内联汇编

使用方法：

as [选项] 源文件.s -o 输出文件.o

3.3 gold - GNU 链接器(快速版)

gold 是一个更快的链接器实现，专门针对大型应用程序进行了优化；

它在链接速度方面比传统 ld 链接器有显著提升，特别是在处理大量目标文件时表现优异；

GNU ld 的替代品；

性能优势

• 快速链接：比传统 ld 链接器快得多，特别是在大型项目中
• 并行处理：能够利用多核处理器提高链接速度
• 内存效率：更有效地管理内存使用
• 增量链接：支持更快的增量构建

使用场景：

• 大型项目链接加速
• 需要更快链接速度的构建环境
• 仅处理 ELF 格式的系统(如Linux)

使用方法：

gold [选项] 输入文件... -o 输出文件

或通过 gcc 调用：

gcc -fuse-ld=gold [其他选项] 文件...

4 其他工具详细说明

4.1 addr2line

addr2line 是一个 GNU binutils 工具集中的命令行工具，主要用于将程序的内存地址转换为对应的源代码文件名和行号。

这对于调试程序、分析崩溃日志或性能分析非常有用。

功能

• 地址到源码映射：将二进制程序中的内存地址转换为源代码位置（文件名:行号）
• 调试信息解析：利用程序中的调试信息（如 DWARF）进行地址解析

使用场景

• 程序崩溃调试：当程序产生段错误(core dump)时，根据栈回溯中的地址定位具体出错位置
• 性能分析：配合性能分析工具，将采样地址映射到源代码
• 调试辅助：在没有完整调试环境时提供地址解析功能
• 逆向工程：帮助理解二进制程序的行为和结构

使用方法

# 将地址转换为文件名和行号
addr2line -e myprogram 0x400526# 显示地址、函数名和源码位置
addr2line -a -f -e myprogram 0x400526# 只显示文件名（不包含路径）和行号
addr2line -s -e myprogram 0x400526

常用选项

• -e --exe=<executable>：指定要分析的可执行文件（默认为 a.out）
• -b --target=<bfdname>：设置二进制文件格式（如 elf64-x86-64）
• -j --section=<name>：读取相对于指定段的偏移量而非绝对地址
• -a --addresses：显示原始地址
• -f --functions：显示函数名称
• -s --basenames：只显示文件名，去除目录路径
• -p --pretty-print：以更易读的格式显示输出
• -i --inlines：展开内联函数信息
• -C --demangle[=style]：将 C++ 符号名还原为可读格式，可选 demangle 风格
• -R --recurse-limit：启用 demangle 时的递归限制（默认启用）
• -r --no-recurse-limit：禁用 demangle 时的递归限制

注意事项

• 调试信息要求：目标程序必须在编译时包含调试信息（使用 -g 选项）
• 地址格式：地址应为虚拟内存地址，通常以 0x 开头
• stripped 程序：对于去除了符号表的程序，功能会受限
• PIE 程序：对于位置无关可执行程序，可能需要考虑加载基址

4.2 ar

功能

ar (archiver) 是创建和维护静态库(.a文件)的工具，可以将多个目标文件打包成一个档案文件。

使用场景

• 构建静态链接库供其他程序使用
• 管理大型项目的目标文件集合
• 创建备份档案文件

使用方法

ar [选项] 归档文件名 [成员文件...]
# 创建一个包含多个目标文件的静态库
ar rcs libmylib.a file1.o file2.o file3.o
# 列出库中包含的所有文件
ar t libmylib.a
# 从库中提取特定文件
ar x libmylib.a file1.o
# 向已存在的库中添加新文件
ar r libmylib.a newfile.o

常用操作符：

• r 插入文件到档案中(替换已存在的文件)
• c 创建档案文件
• s 写入索引(相当于运行ranlib)
• t 列出档案内容
• x 提取文件

4.3 c++filt

功能

c++filt 用于解码C++编译器产生的修饰(mangled)符号名，将其转换为人类可读的形式。

使用场景

• 链接错误分析：解读链接器报告的未解析符号
• 调试符号分析：理解符号表中的C++函数名
• 反汇编分析：将汇编代码中的修饰符号还原

使用方法

c++filt [options] [mangled_names...]
echo "_ZNSsD1Ev" | c++filt  # 通过管道解码
nm executable | c++filt     # 解码nm输出中的符号

常用选项：

• -_ 允许下划线开头的符号
• -n 不省略下划线前缀
• -p 不解码函数参数和返回值类型

4.4 dlltool

功能

dlltool 是一个用于创建 DLL (动态链接库) 相关文件的工具，主要在 MinGW 和 Cygwin 环境中使用。

使用场景

• 在MinGW/MSYS环境下开发Windows DLL
• 创建与Windows DLL交互的导入库
• 生成DEF文件定义DLL导出符号

使用方法

dlltool [options] [--input-def def-file] [--output-lib lib-file] [--dllname dll-name]
dlltool --def mydll.def --dllname mydll.dll --output-lib libmydll.a

主要选项：

• --def 指定DEF文件
• --output-lib 生成导入库
• --dllname 指定目标DLL名称
• --export-all-symbols 导出所有全局符号

4.5 elfedit

功能

elfedit 是一个用于编辑 ELF (Executable and Linkable Format) 文件的工具。ELF 是 Unix 和类 Unix 系统（如 Linux）中标准的可执行文件、目标代码、共享库和核心转储文件格式。

使用场景

• 跨平台兼容性调整，将二进制文件标记为适用于不同架构
• 调整交叉编译后生成的目标文件属性，确保生成的可执行文件符合目标系统的 ABI 要求
• 更改目标文件类型以配合调试工具，修改 OSABI 以匹配特定运行环境
• 分析恶意软件时修改其标识信息，绕过基于 ELF 头信息的简单安全检查
• 准备适用于特定容器环境的可执行文件，调整二进制文件以适应不同的虚拟化平台
• 学习 ELF 文件格式的实验工具，验证不同属性对程序加载的影响

使用方法

elfedit [options] elf-file# 修改 ELF 文件的机器类型
elfedit --input-mach i386 --output-mach x86_64 program.elf# 修改 ELF 文件的 OSABI
elfedit --output-osabi linux program.elf# 启用 x86 特性
elfedit --enable-x86-feature feature_name program.elf

主要命令：

• --input-mach <machine>: 设置输入文件的机器类型
• --output-mach <machine>: 设置输出文件的机器类型
• --input-type <type>: 设置输入文件的文件类型
• --output-type <type>: 设置输出文件的文件类型
• --input-osabi <osabi>: 设置输入文件的 OSABI (Operating System Application Binary Interface)
• --output-osabi <osabi>: 设置输出文件的 OSABI
• --enable-x86-feature <feature>: 启用指定的 x86 特性
• --disable-x86-feature <feature>: 禁用指定的 x86 特性

4.6 gprof

功能

gprof 是 GNU 的性能分析工具，用于分析 C、C++ 等程序的执行性能。它通过收集程序运行时的函数调用信息和执行时间数据，帮助开发者找出程序中的性能瓶颈。

gprof 更适合传统的应用程序分析和教学用途，而 perf 是现代 Linux 系统下的首选性能分析工具。

基本工作原理

1. 编译时插桩: 程序需要用 -pg 选项编译，会在每个函数中插入分析代码
2. 运行时数据收集: 程序运行时会生成 gmon.out 文件，记录函数调用关系和时间信息
3. 数据分析: gprof 读取可执行文件和 gmon.out 数据，生成性能分析报告

使用场景

• 程序性能优化：识别热点函数和瓶颈
• 算法效率分析：比较不同实现的性能特征
• 程序行为研究：了解函数调用模式

使用方法

# 1. 编译程序时添加 -pg 选项
gcc -pg -o myprogram myprogram.c# 2. 运行程序生成 gmon.out
./myprogram# 3. 使用 gprof 分析性能
gprof myprogram gmon.out > analysis.txt# 只显示扁平性能分析，不显示调用图
gprof -p myprogram gmon.out# 设置最小调用次数阈值
gprof -m 10 myprogram gmon.out# 排除特定函数
gprof -e init_function myprogram gmon.out# 显示所有函数包括未调用的
gprof -z myprogram gmon.out# 生成带注释的源代码
gprof -S myprogram gmon.out

输出包括：

• 扁平概要：每个函数的时间消耗
• 调用图：函数间的调用关系和时间分布

4.7 gprofng

功能

• gprofng 是 Oracle 开发的新一代性能分析工具，是传统 gprof 工具的现代化替代品。
• 它提供了更强大、更灵活的性能分析能力，并解决了传统 gprof 的许多限制。
• gprofng 采用了现代性能分析的理念，使用采样（sampling）而非插桩（instrumentation）的方式来收集性能数据，避免了传统 gprof 对程序性能的巨大影响。
• 主要在 Solaris 和 illumos 系统上可用。

主要特点

1. 低侵入性

   • 无需重新编译程序（不需要 -pg 选项）

   • 对程序运行性能影响极小

   • 可以分析正在运行的进程

2. 多维度分析

   • 支持用户空间和内核空间分析

   • 提供多种数据视图（火焰图、调用树等）

   • 支持多线程和多进程分析

3. 现代化界面

   • 提供图形化用户界面

   • 支持命令行界面

   • 可生成交互式 HTML 报告

使用场景

• 更精确的性能测量
• 多线程应用性能分析
• 更详细的调用栈跟踪

使用方法

# 收集指定程序的性能数据
gprofng collect your_program# 收集正在运行的进程数据
gprofng collect -p PID# 收集系统范围的性能数据
gprofng collect -s# 分析收集到的数据
gprofng display experiment_name# 生成火焰图
gprofng display -flamegraph experiment_name# 生成调用树
gprofng display -calltree experiment_name

4.8 nlmconv

功能

nlmconv 将通用目标文件转换为NetWare Loadable Module(NLM)格式。

使用场景

• 开发NetWare服务器应用程序
• 移植Unix/Linux程序到NetWare平台
• 创建NetWare服务模块

使用方法

nlmconv [options] input-file
nlmconv -T nlm32-i386 input.o output.nlm

4.9 nm

功能

nm 是一个用于列出目标文件中符号表的命令行工具，在 Unix 和类 Unix 系统（如 Linux）中广泛使用。

它可以帮助开发者查看可执行文件、目标文件（.o 文件）、静态库（.a 文件）和共享库（.so 文件）中的符号信息。

使用场景

• 调试程序: 检查可执行文件是否包含预期的函数和变量
• 库开发: 验证库导出了正确的符号
• 链接问题诊断: 查找未解析的符号或重复定义的符号
• 逆向工程: 分析二进制文件的结构和依赖关系

使用方法

nm [options] object-file...
nm executable                    # 显示所有符号
nm -D shared_library.so          # 显示动态符号表
nm -g executable                 # 只显示全局符号

主要选项说明

• -a, --debug-syms：显示仅供调试器使用的符号

• -A, --print-file-name：在每个符号前打印输入文件名

• -D, --dynamic：显示动态符号而非普通符号

• --defined-only：仅显示已定义的符号

• -g, --extern-only：仅显示外部符号

• -u, --undefined-only：仅显示未定义的符号

• --special-syms：在输出中包含特殊符号

• --synthetic：同时显示合成符号

• -B：等同于 --format=bsd

• -f, --format=FORMAT ：使用指定的输出格式，可选：

  • bsd（默认）
  • sysv
  • posix

• -P, --portability：等同于 --format=posix

• -o：等同于 -A

• -n, --numeric-sort：按地址数值排序符号

• -p, --no-sort：不对符号排序

• -r, --reverse-sort：反向排序

• --size-sort：按符号大小排序

• -C, --demangle[=STYLE]：将低级符号名解码为用户级名称

  • STYLE 可选：auto（默认）、gnu、lucid、arm、hp、edg、gnu-v3、java、gnat

• --no-demangle：不解码低级符号名

• --recurse-limit：启用解码递归限制（默认）

• --no-recurse-limit：禁用解码递归限制

• -l, --line-numbers：使用调试信息查找每个符号的文件名和行号

• -S, --print-size：打印已定义符号的大小

• -s, --print-armap：包含归档成员符号的索引

• -t, --radix=RADIX：使用指定进制打印符号值

• --target=BFDNAME：指定目标对象格式

• --with-symbol-versions：在符号名后显示版本字符串

• --plugin NAME：加载指定插件

• -h, --help：显示此帮助信息

• -V, --version：显示程序版本号

符号类型标记：

• T/t 文本段中的符号
• D/d 数据段中的符号
• B/b BSS段中的符号
• U 未定义符号
• W/w 弱符号

注意事项

• 对于剥离了符号表的二进制文件（使用 strip 命令处理过），nm 可能无法显示有意义的信息
• 不同架构的目标文件可能需要特定版本的 nm 工具
• 在交叉编译环境中，需要使用对应目标平台的 nm 工具

4.10 objcopy

功能

objcopy 是 GNU Binutils 工具集中的一个重要工具，用于复制和转换目标文件（object files）。

它可以在不同格式之间转换二进制文件，并对文件内容进行各种修改。

使用场景

• 删除或保留特定段（sections）
• 操作符号表（添加、删除、重命名符号）
• 修改段属性和地址
• 填充数据间隙
• 分离调试信息以便调试时使用
• 发布版本时去除调试信息和其他不需要的信息
• 在嵌入式开发中，经常需要将可执行文件转换为适合烧录的格式
• 创建适合特定内存布局的内核模块

使用方法

objcopy [options] infile outfile
objcopy -O binary executable bootsect.bin  # 转换为原始二进制格式
objcopy --strip-debug executable stripped  # 去除调试信息
objcopy --only-section=.text input output  # 只保留.text段

常用选项

• -I, --input-target <bfdname>：指定输入文件格式

• -O, --output-target <bfdname>：指定输出文件格式

• -F, --target <bfdname>：同时设置输入和输出格式

• -B, --binary-architecture <arch>：当输入无架构信息时设置输出架构

• -S, --strip-all：移除所有符号和重定位信息

• -g, --strip-debug：移除所有调试符号和段

• -N, --strip-symbol <name>：不复制指定符号

• -K, --keep-symbol <name>：保留指定符号（不被strip）

• -L, --localize-symbol <name>：将符号标记为本地符号

• -G, --keep-global-symbol <name>：除指定符号外，其他都本地化

• -W, --weaken-symbol <name>：将符号标记为弱符号

• -x, --discard-all：移除所有非全局符号

• -X, --discard-locals：移除编译器生成的符号

• -j, --only-section <name>：只复制指定段到输出

• -R, --remove-section <name>：从输出中移除指定段

• --keep-section <name>：不strip指定段

• --only-keep-debug：只保留调试信息

• --extract-symbol：移除段内容但保留符号

• --set-start <addr>：设置起始地址

• --change-start <incr>：将起始地址增加指定值

• --change-addresses <incr>：将LMA、VMA和起始地址都增加指定值

• --change-section-address <name>{=|+|-}<val>：修改指定段的LMA和VMA

• --change-section-lma/vma <name>{=|+|-}<val>：单独修改段的LMA或VMA

• --gap-fill <val>：用指定值填充段之间的空隙

• --pad-to <addr>：将最后一段填充到指定地址

• --set-section-alignment <name>=<align>：设置段的对齐方式

• -p, --preserve-dates：保留修改/访问时间戳

• -w, --wildcard：允许在符号比较中使用通配符

• -v, --verbose：显示详细处理信息

• --add-section <name>=<file>：从文件中添加新段

• --dump-section <name>=<file>：将段内容转储到文件

• --rename-section <old>=<new>[,<flags>]：重命名段

• --redefine-sym <old>=<new>：重新定义符号名

注意事项

1. 备份原文件：某些操作会修改原文件，建议先备份
2. 格式兼容性：不是所有格式之间都能相互转换
3. 符号依赖：移除关键符号可能导致程序无法运行
4. 地址对齐：修改地址时需考虑处理器的对齐要求
5. 权限问题：某些操作可能需要特殊权限
6. 交叉编译环境：确保使用正确的目标平台格式

4.11 objdump

功能

objdump 是一个用于显示目标文件（object files）信息的命令行工具，属于 GNU Binutils 套件的一部分。

它可以用来查看可执行文件、目标文件和库文件的详细信息，包括文件头、节头、符号表、反汇编代码等。

主要用途

• 文件分析：查看目标文件的结构和内容
• 调试支持：显示调试信息和符号表
• 反汇编：将机器码转换为汇编代码
• 格式检查：验证文件格式和架构兼容性

使用场景

• 程序调试：分析可执行文件结构和符号信息
• 逆向工程：查看程序的汇编代码实现
• 开发支持：检查编译器输出的目标文件
• 系统分析：分析库文件和系统二进制文件

使用方法

objdump [options] object-file...
# 反汇编可执行文件
objdump -d program# 显示文件头信息
objdump -f program# 显示所有节头信息
objdump -h program# 混合显示源码和反汇编
objdump -S program# 只反汇编特定函数
objdump --disassemble=main program

常用选项

• -f, --file-headers：显示文件头信息

• -h, --headers：显示节头信息

• -p, --private-headers：显示特定格式的文件头

• -d, --disassemble：反汇编可执行节

• -D, --disassemble-all：反汇编所有节

• -S, --source：混合显示源代码和反汇编

• -t, --syms：显示符号表

• -g, --debugging：显示调试信息

• -r, --reloc：显示重定位信息

• -j, --section=NAME：只处理指定节

• -C, --demangle：解码修饰的符号名

• -M, --disassembler-options：传递反汇编器选项

注意事项

• 必需选项：至少需要指定一个主选项（如 -d、-h 等）才能执行
• 文件格式：支持多种目标文件格式（ELF、PE等）
• 架构相关：需要与目标文件的架构匹配
• 权限要求：需要对目标文件有读取权限
• 大文件处理：对于大型文件可能需要较长时间处理
• 输出格式：某些选项会产生大量输出，建议配合管道使用

4.12 ranlib

功能

ranlib 是一个用于处理静态库（archive）的工具，主要功能是为静态库生成索引以加快访问速度。

使用场景

• 创建静态库后必须运行以生成索引
• 更新档案文件后重新生成索引
• 保证链接器能正确找到库中符号

使用方法

ranlib archive-file
ar rcs libname.a *.o  # ar的s选项会自动调用ranlib

主要选项

• @<file>：从指定文件中读取选项参数
• --plugin <name>：加载指定的插件
• -D：在符号映射中使用零作为时间戳（默认行为）
• -U：在符号映射中使用实际的时间戳
• -t：更新静态库符号映射的时间戳
• -h, --help：显示帮助信息
• -v, --version：显示版本信息

4.13 readelf

功能

readelf 专门用于显示ELF格式目标文件的详细信息，比objdump更专注于ELF结构。

readelf 主要用于查看 ELF 文件的各种元数据信息，包括但不限于：

• ELF 文件头
• 程序头表（段）
• 节区头表
• 符号表
• 重定位信息
• 动态链接信息
• 调试信息（DWARF）

使用场景

• 调试与逆向工程
  • 分析可执行文件结构
  • 查看符号表和重定位信息
  • 检查动态链接依赖关系
• 编译构建过程分析
  • 验证目标文件是否正确生成
  • 检查节区布局和内存映射
  • 分析程序加载和运行机制
• 系统级编程
  • 理解 ELF 文件格式细节
  • 分析共享库和可执行文件的内部结构
  • 排查链接和加载问题
• 安全审计
  • 检查二进制文件属性
  • 分析潜在的安全特性（如 NX、PIE 等）

使用方法

readelf [options] elf-file
# 显示文件头信息
readelf -h a.out # 显示所有节区信息
readelf -S a.out # 显示符号表
readelf -s a.out # 显示动态段信息
readelf -d a.out # 以十六进制显示 .text 节内容
readelf -x .text a.out # 显示所有调试信息
readelf -w a.out 

注意事项

• 输入文件要求
  • 只能处理符合 ELF 格式的文件
  • 对于非 ELF 文件会提示错误
• 权限限制
  • 需要有读取目标文件的权限
• 输出量控制
  • 某些选项会产生大量输出，建议配合管道使用（如 less 或 grep）
• 版本差异
  • 不同版本的 readelf 可能存在选项差异
  • 建议查阅当前系统上的具体帮助信息
• 特殊格式支持
  • 对某些特殊的 ELF 扩展格式可能需要特定版本的支持

4.14 size

功能

size 命令的主要功能是显示目标文件或可执行文件中各节区的大小，包括文本段（代码）、数据段（已初始化数据）、BSS段（未初始化数据）等。

这对于了解程序的内存分布和优化程序大小很有帮助。

使用场景

• 程序大小分析
  • 评估程序的整体大小
  • 分析代码段、数据段和BSS段的占比
• 嵌入式开发
  • 监控程序占用的Flash和RAM大小
  • 优化资源受限环境下的程序尺寸
• 性能调优
  • 识别占用空间较大的节区
  • 分析内存布局对性能的影响
• 构建系统集成
  • 在Makefile中检查生成文件大小
  • 自动化构建过程中监控二进制文件增长
• 比较不同版本
  • 对比不同编译选项产生的文件大小差异
  • 追踪代码变更对二进制大小的影响

使用方法

size [options] object-file...
# 基本用法，显示默认格式
size a.out# 使用 System V 格式显示详细节区信息
size -A a.out# 以十六进制显示数值
size -x a.out# 显示多个文件并计算总计（Berkeley 格式）
size -t *.o# 显示 COMMON 符号大小
size --common test.o# 指定特定目标格式
size --target=elf32-i386 program.bin

注意事项

• 默认文件行为
  • 如果没有指定文件，会尝试读取 a.out
• 格式兼容性
  • 不同输出格式提供的信息详略程度不同
  • Berkeley 格式简洁，System V 格式详细
• 目标平台相关
  • 输出结果与目标平台架构有关
  • 同一源码在不同平台上可能产生不同大小
• 符号处理
  • COMMON 符号的处理可能因选项而异
  • 使用 --common 选项可以获得更准确的统计
• 文件格式支持
  • 确保输入文件格式在支持列表中
  • 必要时使用 --target 指定正确的格式

4.15 strings

功能

strings 是一个用于从二进制文件中提取可打印字符串的实用工具，主要用于分析和调试二进制程序。

• 从二进制文件中提取可打印的字符串序列
• 默认查找至少4个字符长度的NUL终止字符串
• 支持多种文件格式和编码方式
• 常用于逆向工程、恶意软件分析和程序调试

使用场景

• 程序分析: 从编译后的程序中提取硬编码的字符串
• 安全分析: 检查二进制文件中是否包含可疑字符串
• 调试辅助: 查看程序中包含的文本信息
• 逆向工程: 理解未知二进制文件的功能
• 恶意软件检测: 搜索潜在的恶意URL或命令

使用方法

strings [options] file...
# 提取文件中的所有字符串（至少4个字符）
strings myfile# 提取至少8个字符长度的字符串
strings -n 8 myfile# 显示字符串在文件中的位置（十六进制）
strings -t x myfile# 只扫描数据段并显示文件名
strings -d -f myfile# 指定字符编码（16位小端）
strings -e l myfile

常用选项

• -a, --all: 扫描整个文件（默认行为）
• -d, --data: 仅扫描文件的数据段
• -f, --print-file-name: 在每个字符串前打印文件名
• -n NUMBER, --bytes=NUMBER: 设置最小字符串长度（默认为4）
• -t {o,d,x}, --radix={o,d,x}: 以八进制、十进制或十六进制显示字符串位置
• -e ENCODING, --encoding=ENCODING: 指定字符编码格式
• -T TARGET, --target=BFDNAME: 指定二进制文件格式
• -h, --help: 显示帮助信息
• -v, -V, --version: 显示版本信息

注意事项

1. 默认行为: 默认只查找至少4个字符的字符串，可通过 -n 选项调整
2. 文件格式支持: 支持多种目标格式（elf64-x86-64, elf32-i386等）
3. 编码处理: 对于非ASCII编码的字符串可能需要指定 -e 选项
4. 性能考虑: 对于大文件，使用 -d 选项可以提高扫描速度
5. 输出控制: 可使用 -s 选项自定义字符串分隔符

4.16 strip

功能

strip 是一个用于从目标文件中删除符号表和调试信息的工具，常用于减小可执行文件或共享库的大小。

使用场景

• 发布版本优化
  • 移除调试信息减小可执行文件大小
  • 提高程序运行效率
• 保护源码
  • 删除符号信息增加逆向工程难度
• 嵌入式开发
  • 减少存储空间占用
  • 优化内存使用

使用方法

strip [options] file...
# 基本使用：移除所有符号信息
strip program# 保留调试信息
strip --only-keep-debug program.debug# 移除调试信息但保留符号表
strip --strip-debug program# 保留特定符号
strip -K main -K important_func program# 移除指定节区
strip -R .comment -R .note program

注意事项

1. 备份原始文件：strip 操作不可逆，建议先备份重要文件
2. 调试影响：剥离后的文件无法进行源码级调试
3. 动态链接：过度剥离可能导致动态链接失败
4. 符号依赖：某些符号对程序运行是必需的，不能随意移除
5. 平台兼容性：不同平台支持的目标格式可能不同

4.17 windmc

功能

windmc.exe 是一个用于处理消息编译（Message Compiler）的工具，主要用于将 .mc 文件编译成资源文件和头文件。

使用场景

• 开发Windows应用程序的本地化支持
• 创建多语言版本的应用程序
• 管理程序中的错误和状态消息

使用方法

windmc [options] msgfile.mc
# 基本编译
windmc messages.mc# 指定头文件输出目录
windmc -h include messages.mc# 指定资源文件输出目录
windmc -r resources messages.mc# 使用UTF16输入和详细模式
windmc -u -v messages.mc

主要选项

• -a, --ascii_in: 指定输入文件为 ASCII 格式

• -A, --ascii_out: 以 ASCII 格式写入二进制消息

• -u, --unicode_in: 指定输入文件为 UTF16 格式

• -U, --unicode_out: 以 UTF16 格式写入二进制消息

• -b, --binprefix: 为生成的 [.bin](javascript:void(0)) 文件添加前缀以确保唯一性

• -e, --extension=<extension>: 设置导出头文件的扩展名

• -h, --headerdir=<directory>: 设置头文件的导出目录

• -r, --rcdir=<directory>: 设置资源文件（.rc）的导出目录

• -x, --xdbg=<directory>: 指定创建 .dbg C 包含文件的目录，该文件将消息 ID 映射到符号名称

• -C, --codepage_in=<val>: 设置读取 .mc 文本文件时使用的代码页

• -O, --codepage_out=<val>: 设置写入文本文件时使用的代码页

• -d, --decimal_values: 以十进制格式打印值到文本文件

• -m, --maxlength=<val>: 设置允许的最大消息长度

• -n, --nullterminate: 自动为字符串添加零终止符

• -o, --hresult_use: 使用 HRESULT 定义而不是状态码定义

• -c, --customflag: 为消息设置自定义标志

• -F, --target <target>: 指定输出目标的字节序（endianness）

• -H, --help: 显示帮助信息

• -v, --verbose: 详细模式，显示处理过程信息

• -V, --version: 显示版本信息

4.18 windres

功能

windres 是一个用于处理 Windows 资源文件的工具，通常与 MinGW 或 Strawberry Perl 等 Windows 开发环境一起使用。

使用场景

• 为Windows应用程序添加图标、菜单、对话框等资源
• 编译Windows版本程序所需的各种资源
• 国际化支持：编译不同语言的资源文件

使用方法

windres [options] input-file output-file
windres resource.rc resource.o    # 编译资源文件
windres -i input.rc -o output.o   # 指定输入输出文件

参数说明

• -i, --input=<file>：指定输入文件名

• -o, --output=<file>：指定输出文件名

• -J, --input-format=<format>：指定输入格式

• -O, --output-format=<format>：指定输出格式

• -F, --target=<target>：指定 COFF 目标格式

• --preprocessor=<program>：指定用于预处理 .rc 文件的程序

• --preprocessor-arg=<arg>：添加预处理器参数

• -I, --include-dir=<dir>：添加预处理时的包含目录

• -D, --define <sym>[=<val>]：在预处理时定义符号

• -U, --undefine <sym>：在预处理时取消定义符号

• -v, --verbose：详细模式，显示处理过程

• -c, --codepage=<codepage>：指定默认代码页

• -l, --language=<val>：设置读取 .rc 文件时的语言

• --use-temp-file：使用临时文件而不是 popen 来读取预处理器输出

• --no-use-temp-file：使用 popen（默认行为）

• -r：为了与 Windows 的 rc 工具兼容而被忽略

• @<file>：从文件中读取选项

• -h, --help：显示帮助信息

• -V, --version：显示版本信息

格式说明

支持的格式包括：

• rc：资源脚本文件
• res：编译后的资源文件
• coff：COFF 对象文件

5 地址

• GNU Binutils
• Binutils - GNU 项目 - 自由软件基金会
• 下载地址

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