【軟體開發底層知識修煉】六 Binutils輔助工具之- addr2line與strip工具

學習交流加

• 個人qq： 1126137994
• 個人微信： liu1126137994
• 學習交流資源分享qq群： 962535112

上一篇文章我們學習了gcc編譯器的相關內容。點選檢視上一篇文章：gcc編譯器。本篇文章接著上一篇文章，學習GNU為GCC提供的輔助開發工具集Binutils。Binutils工具集，主要是用於在程式碼除錯的時候，定位bug的一些手段。我們主要學習以下幾個工具的使用：

本篇文章先學習使用addr2line與strip工具。

1、addr2line工具

首先我們要知道，gcc編譯程式的時候，加上-g選項，表示在目標檔案中生成除錯資訊。幾乎所有除錯輔助工具，都依賴於程式的除錯資訊。

addr2line工具。顧名思義，可以將地址轉換為行號。它常用於分析定位記憶體訪問錯誤的問題。以實際例子為例：

test.c程式

#include <stdio.h>

int g_global = 0;
int g_test = 1;

extern int* g_pointer;
extern void func();

int main(int argc, char *argv[])
{
    printf("&g_global = %p\n", &g_global);
    printf("&g_test = %p\n", &g_test);
    printf("&g_pointer = %p\n", &g_pointer);
    printf("g_pointer = %p\n", g_pointer);
    printf("&func = %p\n", &func);
    printf("&main = %p\n", &main);
    
    func();
	
    return 0;
}
複製程式碼

func.c程式

#include <stdio.h>

int* g_pointer;

void func()
{
	*g_pointer = (int)"D.T.Software";

    return;
}
複製程式碼

我們在linux下編譯以下程式（注意我使用gcc-4.4.5版本編譯沒有警告顯示。但是使用較高版本的gcc編譯器，可能會有警告。這裡我們忽略警告）：

• gcc -g func.c test.c -o lyy

執行程式

• ./lyy

顯示結果為：

其實結果也在意料之中。我們分析程式很容易知道，func函式中 *g_pointer = (int)"D.T.Software"; 這句話，使得在0地址賦值了。因為int* g_pointer;只是定義了g_pointer卻沒有賦值，那麼g_pointer實際上一開始是指向0地址，後面又對它進行賦值。相當於對0地址進行操作。

但是我們知道0地址，是不能被操作的。所以會產生段錯誤。這個程式很短，問題我們很容易發現。但是如果這個歌程式有一千行，一萬行的話，那麼問題就很難定位到。此時addr2line工具就能夠上場。

下面來說明如何使用addr2line工具。

1. 首先開啟core dump選項。使用命令ulimit -c unlimited。開啟這個選項後，在執行可執行程式的時候，會將程式崩潰前最後一刻的記憶體狀態資訊，轉儲（儲存）到一個core檔案。這個檔案叫做核心轉儲檔案。我們可以通過讀取該檔案，獲取一些用於除錯的資訊。

   

2. 開啟core dump選項後，再次執行可執行程式，來生成core檔案。

我們可以看到，段錯誤後面顯示核心已轉儲。此時檢視當前目錄的話，就可以看到core檔案。

3. 讀取core檔案，獲取IP暫存器的值（IP暫存器存的是當前CPU所要執行指令的值，程式崩潰前最後一刻的IP暫存器的值，就是崩潰的指令地址）。使用dmesg core 命令讀取core檔案的內容，顯示內容最後部分如下：

可以看到，最後一刻IP暫存器的值為0x080483d1.出問題的程式碼就在這個地址處。但是我們無法知道這個地址處到底是個啥。但是可以利用addr2line工具，將這個地址轉換為程式碼中對應的行號。

4. 使用addr2line定位對應的程式碼行。使用命令：addr2line 0x080483d1 -f -e lyy

很明顯，已經找打原因，是func.c程式的第7行。當從兩萬行大程式碼中找到這個錯誤，也是很激動的！！！

2、strip工具

實際上，addr2line能夠正常工作，必須依賴於程式的除錯資訊。而我們在編譯程式的時候，也確實讓程式生成了除錯資訊。如上編譯的時候帶的-g選項。

當可執行程式裡面帶有大量的除錯資訊，會導致可執行程式，非常的大。如果在大型的軟體中，軟體在釋出之前，肯定是要將這些除錯資訊去掉，好讓釋出出去的程式佔用記憶體空間更小，不然程式太大，對使用者來說也是非常不友好的。

其實這就是所謂的release版本的程式。在釋出之前，還需要除錯的程式，我們稱為debug版本程式。

那麼如何剔除除錯資訊？使用strip工具！如下圖是release版本的程式大小為9074：

使用strip將除錯資訊剔除後大小為5512:

結果顯而易見！！！

還有其他工具，放在下一篇文章學習！！！

3、總結

• addr2line用於將程式碼地址轉換為對應的行號。常用於定位記憶體訪問錯誤的問題
• 理解core dump選項。
• strip可以剔除目標程式中的除錯資訊，從而可以減小目的碼的大小，提升目標程式的執行效率。
• 學會使用上述兩個工具。