【ARM 嵌入式 编译系列 9-- GCC 编译符号表（Symbol Table）的详细介绍】

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什么是符号表

在 ARM GCC 中，符号表（Symbol Table）是一个记录了代码中所有符号信息的数据结构。符号可以是变量、函数、宏、类型等标识符。符号表中的每个符号都有一个唯一的名称，并且与该符号关联的还有符号的地址、类型、大小等信息。

符号表的作用是什么

符号表在编译过程中起着重要的作用。它允许编译器在编译期间解析和处理各种符号引用。在链接过程中，链接器使用符号表来解析符号的引用和重定位地址，以便正确地将程序的各个部分连接在一起。

如何生成符号表

在 GCC 中，你可以使用 -g 选项生成调试信息，其中包括符号表。这个符号表通常以一种特定的格式（如 ELF 格式）存储在可执行文件或库文件中。调试器可以使用这个符号表来显示和查询程序中的符号信息，以便在调试时定位问题或查看变量值和函数调用栈等。

使用"nm"命令或者"objdump"命令来生成符号表。

以下是具体步骤：

使用带有"-g"选项的arm-gcc编译你的代码。例如：

arm-none-eabi-gcc -g -o output.elf input.c

这会生成一个名为"output.elf"的二进制文件，它包含了调试信息。

使用"nm"或"objdump"命令生成符号表。例如：

arm-none-eabi-nm -n output.elf > symbol_table.txt

输入内容如下：

arm-none-eabi-nm -n soc.o
         U __bss_end
         U __bss_start
         U clock_framework_init
         U _edata
         U _estack
         U _etext
         U get_syscnt_us
         U _heap_end
         U _heap_start
         U rt_components_board_init
         U rt_console_set_device
         U rt_hw_interrupt_init
         U rt_kprintf
         U rt_system_heap_init
         U rt_tick_increase
         U _sdata
         U _sstack
         U _stext
00000000 T baud_rate_fixup
00000000 t ctrlg_key_dis
00000000 R __fsym___cmd_reboot
00000000 R __fsym___cmd_reboot_name
00000000 T get_ref_clk
00000000 W get_sys_clock
00000000 t lock_crg_key

或者

arm-none-eabi-objdump -t output.elf > symbol_table.txt

这将会生成一个名为"symbol_table.txt"的文件，里面包含了符号表信息。

输处内容如下：

arm-none-eabi-objdump -t soc.o

soc.o:     file format elf32-littlearm

SYMBOL TABLE:
00000000 l    df *ABS*  00000000 soc.c
00000000 l    d  .text  00000000 .text
00000000 l    d  .data  00000000 .data
00000000 l    d  .bss   00000000 .bss
00000000 l    d  .text.__NVIC_SetPriority       00000000 .text.__NVIC_SetPriority
00000000 l     F .text.__NVIC_SetPriority       00000054 __NVIC_SetPriority
00000000 l    d  .text.SCB_EnableICache 00000000 .text.SCB_EnableICache
00000000 l     F .text.SCB_EnableICache 0000004c SCB_EnableICache
00000000 l    d  .text.SCB_EnableDCache 00000000 .text.SCB_EnableDCache
00000000 l     F .text.SCB_EnableDCache 00000088 SCB_EnableDCache
00000000 l    d  .text.SysTick_Config   00000000 .text.SysTick_Config
00000000 l     F .text.SysTick_Config   00000044 SysTick_Config
...
00000000 l    d  .text.lock_crg_key     00000000 .text.lock_crg_key
00000000 l     F .text.lock_crg_key     00000024 lock_crg_key
00000000 l    d  .text.reboot   00000000 .text.reboot
00000000 l     F .text.reboot   00000030 reboot
00000000 l    d  .rodata.name   00000000 .rodata.name
00000000 l    d  FSymTab        00000000 FSymTab
00000000 l    d  .text.get_ref_clk      00000000 .text.get_ref_clk

注意：请将上述命令中的"arm-none-eabi-gcc"、"arm-none-eabi-nm"和"arm-none-eabi-objdump"替换成你的工具链中的实际命令。

符号表中的数据类型有哪些？

在ARM GCC生成的符号表中，常见的数据类型标识有以下几种：

• 'T' 或 't'：表示该符号是在text（代码）段定义的函数或者其他符号；
• 'D' 或 'd'：表示该符号是在数据段定义的已初始化数据；
• 'B' 或 'b'：表示该符号是在BSS段定义的未初始化数据；
• 'C'：表示该符号是通用符号；
• 'U'：表示该符号在其他文件中定义，即未定义；
• 'W'：表示该符号是弱符号，可能在其他文件中被重定义；
• 'N'：表示该符号是debugging symbol.。

注意: 大写字母表示全局符号，小写字母表示局部符号。

符号表与map文件什么关系？

符号表和map文件都是在编译链接过程中生成的输出文件，主要用于程序调试和分析。它们之间的关系和区别如下：

• 符号表（Symbol Table）：符号表是在编译过程中生成的，主要包含了源代码中定义的函数和变量的信息，如名称、类型、大小、地址等。通过查看符号表，我们可以看到源代码中每个符号在编译后的具体信息，便于我们在调试过程中定位和解决问题。

• Map文件：Map文件是在链接过程中生成的，主要包含了各个目标文件和库文件在链接过程中的地址分配情况，以及程序的内存布局等信息。通过查看Map文件，我们可以看到程序的具体内存布局，便于我们理解程序的运行过程和优化程序的内存使用。

因此，符号表和Map文件虽然都包含了程序的符号信息，但它们的生成过程和主要用途是不同的，一般来说，符号表主要用于程序调试，而Map文件主要用于程序分析和优化。

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