Binutils工具集 解析

     对于嵌入式系统开发，掌握相应的工具至关重要，它能使我们解决问题的效率大大提高。目前，可以说嵌入式系统的开发工具是GNU的天下，因为来自GNU的GCC编译器支持大量的目标处理器。除了GCC，还有一个非常重要的、同样来自于GNU的工具集（toolchain） —— binutils toolchain。这一工具集中存在的一些工具，可以说是我们开发和调试不可缺少的利器。 Binutils中的工具不少和GCC相类似，也是针对特定的处理器的。

     在binutils中以下的工具是我们在做嵌入式系统开发时需要掌握的：

addr2line	将程序地址翻译成文件名和行号；给定地址和可执行文件名称，它使用其中的调试信息判断与此地址有关联的源文件和行号
ar	创建、修改和提取归档
as	一个汇编器，将 gcc 的输出汇编为对象文件 into object files
c++filt	被链接器用于修复 C++ 和 Java 符号，防止重载的函数相互冲突
elfedit	更新 ELF 文件的 ELF 头
gprof	显示分析数据的调用图表
ld	一个链接器，将几个对象和归档文件组合成一个文件，重新定位它们的数据并且捆绑符号索引
ld.bfd	到 ld 的硬链接
nm	列出给定对象文件中出现的符号
objcopy	将一种对象文件翻译成另一种，.bin 转换成 .elf 、.elf 转换成 .bin等。
objdump	显示有关给定对象文件的信息，包含指定显示信息的选项；显示的信息对编译工具开发者很有用，最主要的作用是反汇编
ranlib	创建一个归档的内容索引并存储在归档内；索引列出其成员中可重定位的对象文件定义的所有符号
readelf	显示有关 ELF 二进制文件的信息，readelf -h *.exe进行查看。
size	列出给定对象文件每个部分的尺寸和总尺寸，代码段、数据段、总大小等。
strings	对每个给定的文件输出不短于指定长度 (默认为 4) 的所有可打印字符序列；对于对象文件默认只打印初始化和加载部分的字符串，否则扫描整个文件
strip	移除对象文件中的符号,进行文件压缩，进行瘦身；
libiberty	包含多个 GNU 程序会使用的途径，包括 getopt、obstack、strerror、strtol 和 strtoul
libbfd	二进制文件描述器库
libopcodes	一个库，用于处理 opcodes——处理器指令的 “可读文本” 版本；用于编制 objdump 这样的工具

下面是各命令的详细使用方法：

1、 addr2line 

       addr2line是用来将程序地址转换成其所对应的程序源文件及所对应的代码行，当然，也可以得到所对应的函数。为了说明addr2line是如何使用的，我们需要有一个练习用的程序。先采用编辑工具编辑一个test.c源文件，其内容如图所示。

运行如下的命令将test.c编译成可执行文件，注意：必须加 -g 这个选项 并运行之。在运行test程序后，我们可以在其终端上看到它打印出的fun()函数的地址 —— 0x80483e4。

现在，我们可以用这一地址来看一看addr2line是如何使用的。在终端中运行如下的命令，从命令的运行结果来看，addr2line工具正确的指出了地址0x80483e4 所对于应的程序的具体位置是在哪以及所对应的函数名是什么。

可能有人会问了：这个0x80483e4地址是我们打印出来，即然有打印，我们一般情况下也会打印出其具体的函数位置，而不是只打印地址，我为何要这么绕一下通过addr2line去找到地址所对应的函数呢？其实，这里打印出地址只是为了得到一个地址以便用于练习。在现实中，地址往往是在调试过程中或是当程序崩溃时通过某种方式获得的。此外，采用nm工具（后面会讲到）可以得到如下的函数地址信息。

2、as

as汇编器，将汇编代码汇编成目标文件

3、 size  

       size工具，就是列程序文件中各段的大小。在后面的章节中，我们会使用objdump查看段信息，除了这三个段还有.rdata和.idata两个段，其中.rdata段被归类到.text段中，而.idata段被归类到.data段中。下面是采用size工具所显示出的test中的段大小信息。

4、nm

      nm用于列出程序文件中的符号，符号是指函数或是变量名什么的。下面，我们来看一看图 2所编译出来的程序当中有些什么符号

      nm所列出的每一行有三部分组成：

第一列是指程序运行时的符号所对应的地址，对于函数则地址表示的是函数的开始地址，对于变量则表示的是变量的存储地址；

第二列是指相应符号是放在哪一个段的；

第三列则是指符号的名称。

在前面我们讲解addr2line时，我们提到addr2line是将程序地址转换成这一地址所对应的具体函数是什么，而nm则是全面的列出这些信息。但是，nm不具备列出符号所在的源文件及其行号这一功能，因此，我们说每一个工具有其特定的功能，在嵌入式系统的开发过程中我们需要灵活的运用它们。  

       对于nm列出的第二列信息，非常的有用，其意义在于可以了解我们在程序中所定义的一个符号（比如变量等等）是被放在程序的哪一个段的，下表列出了第二列将会出现的部分字母的含义，要参看所有字母的意思，请在你的开发环境中运行“man nm”。

5、strip 
      strip的功能也相对的简单，主要用于去除程序文件中的调试信息以便减小文件的大小。对于strip的功能，其与objcopy带--strip-debug参数时的功能是一样的，这我们前面也有提及。strip所具有的功能，objcopy也都有。

可以看到test小了几KB，strip在大文件中有更好的体现。

6、objdump  

      objdump可以用来查看目标程序中的段信息和调试信息，也可以用来对目标程序进行反汇编。我们知道程序是由多个段组成的，比如.text是用来放代码的、.data是用来放初始化好的数据的、.bss是用来放未初始化好的数据的，等等。在嵌入式系统的开发过程中，我们有时需要知道所生成的程序中的段信息来分析问题。比如，我们需要知道其中的某个段在程序运行时，共起始地址是什么，或者，我们需要知道正在运行的程序中是否存在调试信息等等。  

1）-- 下面是使用objdump的--h选项来查看程序中的段信息，练习用的程序如前面的图，这里假设你已将其编译成了可执行文件test

2）-- 反汇编

7、objcopy 

      objcopy的功能非常的强大，它可以对最后生成的程序文件进行一定的编辑。

      作用：格式转换
 例：objcopy -O binary  xx  xx.bin

8、readelf

       readelf可以显示elf格式可执行文件的信息。ELF格式是UNIX系统实验室作为应用程序二进制接口开发的。ELF格式是Unix/Linux平台上应用最广泛的二进制工业标准之一。