获取 linux 中导出函数的名称和地址
Get names and addresses of exported functions in linux
我可以通过 PIMAGE_DOS_HEADER API (example) 从 windows 中的可执行文件中获取导出的函数名称和指针的列表。
API 等价于 Linux 是多少？
对于上下文，我正在创建单元测试可执行文件，我正在导出以名称 "test_" 开头的函数，我希望可执行文件在 运行 时旋转并执行所有测试函数。
示例伪代码：
int main(int argc, char** argv)
{
auto run = new_trun();
auto module = dlopen(NULL);
auto exports = get_exports(module); // <- how do I do this on unix?
for( auto i = 0; i < exports->length; i++)
{
auto export = exports[i];
if(strncmp("test_", export->name, strlen("test_")) == 0)
{
tcase_add(run, export->name, export->func);
}
}
return trun_run(run);
}
编辑：
使用这个问题的最佳答案后，我找到了我的答案：
List all the functions/symbols on the fly in C?
此外，我必须使用下面 Nominal Animal 的答案中的 gnu_hashtab_symbol_count 函数来处理 DT_GNU_HASH 而不是 DT_HASH。
我最终测试的主要功能是这样的：
int main(int argc, char** argv)
{
vector<string> symbols;
dl_iterate_phdr(retrieve_symbolnames, &symbols);
TRun run;
auto handle = dlopen(NULL, RTLD_LOCAL | RTLD_LAZY);
for(auto i = symbols.begin(); i != symbols.end(); i++)
{
auto name = *i;
auto func = (testfunc)dlsym(handle, name.c_str());
TCase tcase;
tcase.name = string(name);
tcase.func = func;
run.test_cases.push_back(tcase);
}
return trun_run(&run);
}
然后我在程序集中定义测试，如：
// test.h
#define START_TEST(name) extern "C" EXPORT TResult test_##name () {
#define END_TEST return tresult_success(); }
// foo.cc
START_TEST(foo_bar)
{
assert_pending();
}
END_TEST
产生如下所示的输出：
test_foo_bar: pending
1 pending
0 succeeded
1 total
要从 Linux 下的共享库 (.so) 中获取导出的符号列表，有两种方法：简单的方法和稍微困难的方法。
最简单的方法是使用已经可用的控制台工具：objdump（包含在 GNU binutils 中）：
$ objdump -T /usr/lib/libid3tag.so.0
00009c15 g DF .text 0000012e Base id3_tag_findframe
00003fac g DF .text 00000053 Base id3_ucs4_utf16duplicate
00008288 g DF .text 000001f2 Base id3_frame_new
00007b73 g DF .text 000003c5 Base id3_compat_fixup
...
稍微难一点的方法是使用libelf并编写一个C/C++程序来自己列出符号。查看 elfutils 包，它也是从 libelf 源代码构建的。有一个名为 eu-readelf 的程序（readelf 的 elfutils 版本，不要与 binutils readelf 混淆）。 eu-readelf -s $LIB 使用 libelf 列出导出的符号，因此您应该能够将其用作起点。
当我看到有人问如何在操作系统 X 中做一些您在 Y 中做的事情时，我确实感到非常恼火。
在大多数情况下，这不是一种有用的方法，因为每个操作系统（系列）往往都有自己的问题解决方法，因此尝试在 Y 中应用适用于 X 的东西就像将一个立方体塞进一个圆孔.
请注意：这里的文字是刻薄的，而不是居高临下的；我对英语的掌握没有我想要的那么好。根据我的经验，严酷结合实际帮助和指向已知可行解决方案的指针似乎在克服非技术限制方面效果最好。
在Linux中，测试环境应该使用类似
的东西
LC_ALL=C LANG=C readelf -s FILE
列出FILE中的所有符号。 readelf 是 binutils 包的一部分，如果您打算在系统上构建新的二进制文件，则会安装它。这导致 portable，健壮的代码。 不要忘记 Linux 包含多种硬件架构，它们确实存在差异。
要在 Linux 中构建二进制文件，您通常会使用 binutils 中提供的一些工具。如果 binutils 提供了一个库，或者有一个基于 binutils 中使用的代码的 ELF 库，那么使用它会好得多，而不是解析人类实用程序的输出。但是，没有这样的库（binutils 内部使用的 libbfd 库不是 ELF 特定的）。 [URL=http://www.mr511.de/software/english.html]libelf[/URL] 库很好，但它是完全独立的作品，主要由一个作者完成。其中的错误已报告给 binutils，这是非生产性的，因为两者不相关。简而言之，不能保证它会像 binutils 一样处理给定架构上的 ELF 文件。因此，为了稳健性和可靠性，您一定要使用 binutils。
如果你有一个测试应用程序，它应该使用一个脚本，比如 /usr/lib/yourapp/list-test-functions，来列出与测试相关的功能：
#!/bin/bash
export LC_ALL=C LANG=C
for file in "$@" ; do
readelf -s "$file" | while read num value size type bind vix index name dummy ; do
[ "$type" = "FUNC" ] || continue
[ "$bind" = "GLOBAL" ] || continue
[ "$num" = "$[$num]" ] || continue
[ "$index" = "$[$index]" ] || continue
case "$name" in
test_*) printf '%s\n' "$name"
;;
esac
done
done
这样，如果有一个架构有怪癖（特别是在 binutils 的 readelf 输出格式中），您只需要修改脚本。修改这样一个简单的脚本并不困难，而且很容易验证脚本是否正常工作——只需将原始 readelf 输出与脚本输出进行比较；任何人都可以做到。
构造管道的子程序，fork()子进程，在子进程中执行脚本，使用例如getline() 在父进程中读取名字列表，相当简单而且极其健壮。由于这也是一个脆弱的地方，我们已经通过使用外部脚本（即 customizable/extensible 来覆盖这些怪癖，并且易于调试）来非常容易地修复这里的任何怪癖或问题。
请记住，如果 binutils 本身有错误（输出格式错误除外），那么构建的任何二进制文件几乎肯定也会出现同样的错误。
作为一个面向 Microsoft 的人，您可能难以理解这种模块化方法的好处。 （它不是特定于 Microsoft，而是特定于单一供应商控制的生态系统，其中供应商推动的方法是通过总体 框架 和具有干净但非常有限的接口的黑盒。我认为它作为框架限制，或供应商强制围墙花园，或监狱花园。看起来不错，但很难走出去。有关我试图描述的模块化方法的描述和历史，请参见例如 the Unix philosophy 文章在维基百科。）
以下显示您的方法在 Linux 中确实可行——尽管笨拙且脆弱；这些东西旨在使用标准工具来完成。总的来说，这不是正确的方法。
接口 symbols.h 使用回调函数最容易实现，回调函数会为找到的每个符号调用：
#ifndef SYMBOLS_H
#ifndef _GNU_SOURCE
#error You must define _GNU_SOURCE!
#endif
#define SYMBOLS_H
#include <stdlib.h>
typedef enum {
LOCAL_SYMBOL = 1,
GLOBAL_SYMBOL = 2,
WEAK_SYMBOL = 3,
} symbol_bind;
typedef enum {
FUNC_SYMBOL = 4,
OBJECT_SYMBOL = 5,
COMMON_SYMBOL = 6,
THREAD_SYMBOL = 7,
} symbol_type;
int symbols(int (*callback)(const char *libpath, const char *libname, const char *objname,
const void *addr, const size_t size,
const symbol_bind binding, const symbol_type type,
void *custom),
void *custom);
#endif /* SYMBOLS_H */
ELF 符号绑定和类型宏是特定于字长的，因此为了避免麻烦，我在上面声明了枚举类型。然而，我省略了一些无趣的类型（STT_NOTYPE、STT_SECTION、STT_FILE）。
实施，symbols.c：
#define _GNU_SOURCE
#include <stdlib.h>
#include <limits.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <fnmatch.h>
#include <dlfcn.h>
#include <link.h>
#include <errno.h>
#include "symbols.h"
#define UINTS_PER_WORD (__WORDSIZE / (CHAR_BIT * sizeof (unsigned int)))
static ElfW(Word) gnu_hashtab_symbol_count(const unsigned int *const table)
{
const unsigned int *const bucket = table + 4 + table[2] * (unsigned int)(UINTS_PER_WORD);
unsigned int b = table[0];
unsigned int max = 0U;
while (b-->0U)
if (bucket[b] > max)
max = bucket[b];
return (ElfW(Word))max;
}
static symbol_bind elf_symbol_binding(const unsigned char st_info)
{
#if __WORDSIZE == 32
switch (ELF32_ST_BIND(st_info)) {
#elif __WORDSIZE == 64
switch (ELF64_ST_BIND(st_info)) {
#else
switch (ELF_ST_BIND(st_info)) {
#endif
case STB_LOCAL: return LOCAL_SYMBOL;
case STB_GLOBAL: return GLOBAL_SYMBOL;
case STB_WEAK: return WEAK_SYMBOL;
default: return 0;
}
}
static symbol_type elf_symbol_type(const unsigned char st_info)
{
#if __WORDSIZE == 32
switch (ELF32_ST_TYPE(st_info)) {
#elif __WORDSIZE == 64
switch (ELF64_ST_TYPE(st_info)) {
#else
switch (ELF_ST_TYPE(st_info)) {
#endif
case STT_OBJECT: return OBJECT_SYMBOL;
case STT_FUNC: return FUNC_SYMBOL;
case STT_COMMON: return COMMON_SYMBOL;
case STT_TLS: return THREAD_SYMBOL;
default: return 0;
}
}
static void *dynamic_pointer(const ElfW(Addr) addr,
const ElfW(Addr) base, const ElfW(Phdr) *const header, const ElfW(Half) headers)
{
if (addr) {
ElfW(Half) h;
for (h = 0; h < headers; h++)
if (header[h].p_type == PT_LOAD)
if (addr >= base + header[h].p_vaddr &&
addr < base + header[h].p_vaddr + header[h].p_memsz)
return (void *)addr;
}
return NULL;
}
struct phdr_iterator_data {
int (*callback)(const char *libpath, const char *libname,
const char *objname, const void *addr, const size_t size,
const symbol_bind binding, const symbol_type type,
void *custom);
void *custom;
};
static int iterate_phdr(struct dl_phdr_info *info, size_t size, void *dataref)
{
struct phdr_iterator_data *const data = dataref;
const ElfW(Addr) base = info->dlpi_addr;
const ElfW(Phdr) *const header = info->dlpi_phdr;
const ElfW(Half) headers = info->dlpi_phnum;
const char *libpath, *libname;
ElfW(Half) h;
if (!data->callback)
return 0;
if (info->dlpi_name && info->dlpi_name[0])
libpath = info->dlpi_name;
else
libpath = "";
libname = strrchr(libpath, '/');
if (libname && libname[0] == '/' && libname[1])
libname++;
else
libname = libpath;
for (h = 0; h < headers; h++)
if (header[h].p_type == PT_DYNAMIC) {
const ElfW(Dyn) *entry = (const ElfW(Dyn) *)(base + header[h].p_vaddr);
const ElfW(Word) *hashtab;
const ElfW(Sym) *symtab = NULL;
const char *strtab = NULL;
ElfW(Word) symbol_count = 0;
for (; entry->d_tag != DT_NULL; entry++)
switch (entry->d_tag) {
case DT_HASH:
hashtab = dynamic_pointer(entry->d_un.d_ptr, base, header, headers);
if (hashtab)
symbol_count = hashtab[1];
break;
case DT_GNU_HASH:
hashtab = dynamic_pointer(entry->d_un.d_ptr, base, header, headers);
if (hashtab) {
ElfW(Word) count = gnu_hashtab_symbol_count(hashtab);
if (count > symbol_count)
symbol_count = count;
}
break;
case DT_STRTAB:
strtab = dynamic_pointer(entry->d_un.d_ptr, base, header, headers);
break;
case DT_SYMTAB:
symtab = dynamic_pointer(entry->d_un.d_ptr, base, header, headers);
break;
}
if (symtab && strtab && symbol_count > 0) {
ElfW(Word) s;
for (s = 0; s < symbol_count; s++) {
const char *name;
void *const ptr = dynamic_pointer(base + symtab[s].st_value, base, header, headers);
symbol_bind bind;
symbol_type type;
int result;
if (!ptr)
continue;
type = elf_symbol_type(symtab[s].st_info);
bind = elf_symbol_binding(symtab[s].st_info);
if (symtab[s].st_name)
name = strtab + symtab[s].st_name;
else
name = "";
result = data->callback(libpath, libname, name, ptr, symtab[s].st_size, bind, type, data->custom);
if (result)
return result;
}
}
}
return 0;
}
int symbols(int (*callback)(const char *libpath, const char *libname, const char *objname,
const void *addr, const size_t size,
const symbol_bind binding, const symbol_type type,
void *custom),
void *custom)
{
struct phdr_iterator_data data;
if (!callback)
return errno = EINVAL;
data.callback = callback;
data.custom = custom;
return errno = dl_iterate_phdr(iterate_phdr, &data);
}
编译上面的时候，记得link反对dl库。
你可能会觉得上面的gnu_hashtab_symbol_count()函数很有趣； table 的格式在我能找到的任何地方都没有很好的记录。这已经过测试，可以在 i386 和 x86-64 架构上工作，但在生产代码中依赖它之前，应该针对 GNU 源代码对其进行审查。同样，更好的选择是直接通过帮助脚本使用这些工具，因为它们将安装在任何开发机器上。
从技术上讲，DT_GNU_HASH table 告诉我们第一个动态符号，任何哈希桶中的最高索引告诉我们最后一个动态符号，但是由于 DT_SYMTAB符号table总是从0开始（实际上0项是"none"），我只考虑上限
为了匹配库和函数名称，我建议使用 strncmp() 作为库的前缀匹配（在库名称的开头匹配，直到第一个 .）。当然，如果你更喜欢正则表达式，你可以使用 fnmatch() if you prefer glob patterns, or regcomp()+regexec()（它们内置于 GNU C 库中，不需要外部库）。
这是一个示例程序，example.c，它只打印出所有符号：
#define _GNU_SOURCE
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <dlfcn.h>
#include <errno.h>
#include "symbols.h"
static int my_func(const char *libpath, const char *libname, const char *objname,
const void *addr, const size_t size,
const symbol_bind binding, const symbol_type type,
void *custom __attribute__((unused)))
{
printf("%s (%s):", libpath, libname);
if (*objname)
printf(" %s:", objname);
else
printf(" unnamed");
if (size > 0)
printf(" %zu-byte", size);
if (binding == LOCAL_SYMBOL)
printf(" local");
else
if (binding == GLOBAL_SYMBOL)
printf(" global");
else
if (binding == WEAK_SYMBOL)
printf(" weak");
if (type == FUNC_SYMBOL)
printf(" function");
else
if (type == OBJECT_SYMBOL || type == COMMON_SYMBOL)
printf(" variable");
else
if (type == THREAD_SYMBOL)
printf(" thread-local variable");
printf(" at %p\n", addr);
fflush(stdout);
return 0;
}
int main(int argc, char *argv[])
{
int arg;
for (arg = 1; arg < argc; arg++) {
void *handle = dlopen(argv[arg], RTLD_NOW);
if (!handle) {
fprintf(stderr, "%s: %s.\n", argv[arg], dlerror());
return EXIT_FAILURE;
}
fprintf(stderr, "%s: Loaded.\n", argv[arg]);
}
fflush(stderr);
if (symbols(my_func, NULL))
return EXIT_FAILURE;
return EXIT_SUCCESS;
}
要编译和运行以上，例如使用
gcc -Wall -O2 -c symbols.c
gcc -Wall -O2 -c example.c
gcc -Wall -O2 example.o symbols.o -ldl -o example
./example | less
要在程序本身中查看符号，请在 link 时使用 -rdynamic 标志将所有符号添加到动态符号 table:
gcc -Wall -O2 -c symbols.c
gcc -Wall -O2 -c example.c
gcc -Wall -O2 -rdynamic example.o symbols.o -ldl -o example
./example | less
在我的系统上，后者打印出来[=44=]
(): stdout: 8-byte global variable at 0x602080
(): _edata: global at 0x602078
(): __data_start: global at 0x602068
(): data_start: weak at 0x602068
(): symbols: 70-byte global function at 0x401080
(): _IO_stdin_used: 4-byte global variable at 0x401150
(): __libc_csu_init: 101-byte global function at 0x4010d0
(): _start: global function at 0x400a57
(): __bss_start: global at 0x602078
(): main: 167-byte global function at 0x4009b0
(): _init: global function at 0x4008d8
(): stderr: 8-byte global variable at 0x602088
/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so.2 (libdl.so.2): unnamed local at 0x7fc652097000
/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so.2 (libdl.so.2): unnamed local at 0x7fc652097da0
/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so.2 (libdl.so.2): __asprintf: global function at 0x7fc652097000
/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so.2 (libdl.so.2): free: global function at 0x7fc652097000
...
/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so.2 (libdl.so.2): dlvsym: 118-byte weak function at 0x7fc6520981f0
/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (libc.so.6): unnamed local at 0x7fc651cd2000
/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (libc.so.6): unnamed local at 0x7fc651cf14a0
/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (libc.so.6): unnamed local at 0x7fc65208c740
/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (libc.so.6): _rtld_global: global variable at 0x7fc651cd2000
/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (libc.so.6): __libc_enable_secure: global variable at 0x7fc651cd2000
/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (libc.so.6): __tls_get_addr: global function at 0x7fc651cd2000
/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (libc.so.6): _rtld_global_ro: global variable at 0x7fc651cd2000
/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (libc.so.6): _dl_find_dso_for_object: global function at 0x7fc651cd2000
/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (libc.so.6): _dl_starting_up: weak at 0x7fc651cd2000
/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (libc.so.6): _dl_argv: global variable at 0x7fc651cd2000
/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (libc.so.6): putwchar: 292-byte global function at 0x7fc651d4a210
...
/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (libc.so.6): vwarn: 224-byte global function at 0x7fc651dc8ef0
/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (libc.so.6): wcpcpy: 39-byte weak function at 0x7fc651d75900
/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (ld-linux-x86-64.so.2): unnamed local at 0x7fc65229b000
/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (ld-linux-x86-64.so.2): unnamed local at 0x7fc65229bae0
/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (ld-linux-x86-64.so.2): _dl_get_tls_static_info: 21-byte global function at 0x7fc6522adaa0
/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (ld-linux-x86-64.so.2): GLIBC_PRIVATE: global variable at 0x7fc65229b000
/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (ld-linux-x86-64.so.2): GLIBC_2.3: global variable at 0x7fc65229b000
/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (ld-linux-x86-64.so.2): GLIBC_2.4: global variable at 0x7fc65229b000
/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (ld-linux-x86-64.so.2): free: 42-byte weak function at 0x7fc6522b2c40
...
/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (ld-linux-x86-64.so.2): malloc: 13-byte weak function at 0x7fc6522b2bf0
/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (ld-linux-x86-64.so.2): _dl_allocate_tls_init: 557-byte global function at 0x7fc6522adc00
/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (ld-linux-x86-64.so.2): _rtld_global_ro: 304-byte global variable at 0x7fc6524bdcc0
/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (ld-linux-x86-64.so.2): __libc_enable_secure: 4-byte global variable at 0x7fc6524bde68
/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (ld-linux-x86-64.so.2): _dl_rtld_di_serinfo: 1620-byte global function at 0x7fc6522a4710
我用 ... 标记我删除了很多行的地方。
有问题吗？
我可以通过 PIMAGE_DOS_HEADER API (example) 从 windows 中的可执行文件中获取导出的函数名称和指针的列表。
API 等价于 Linux 是多少？
对于上下文，我正在创建单元测试可执行文件，我正在导出以名称 "test_" 开头的函数，我希望可执行文件在 运行 时旋转并执行所有测试函数。
示例伪代码：
int main(int argc, char** argv)
{
auto run = new_trun();
auto module = dlopen(NULL);
auto exports = get_exports(module); // <- how do I do this on unix?
for( auto i = 0; i < exports->length; i++)
{
auto export = exports[i];
if(strncmp("test_", export->name, strlen("test_")) == 0)
{
tcase_add(run, export->name, export->func);
}
}
return trun_run(run);
}
编辑：
使用这个问题的最佳答案后，我找到了我的答案： List all the functions/symbols on the fly in C?
此外，我必须使用下面 Nominal Animal 的答案中的 gnu_hashtab_symbol_count 函数来处理 DT_GNU_HASH 而不是 DT_HASH。
我最终测试的主要功能是这样的：
int main(int argc, char** argv)
{
vector<string> symbols;
dl_iterate_phdr(retrieve_symbolnames, &symbols);
TRun run;
auto handle = dlopen(NULL, RTLD_LOCAL | RTLD_LAZY);
for(auto i = symbols.begin(); i != symbols.end(); i++)
{
auto name = *i;
auto func = (testfunc)dlsym(handle, name.c_str());
TCase tcase;
tcase.name = string(name);
tcase.func = func;
run.test_cases.push_back(tcase);
}
return trun_run(&run);
}
然后我在程序集中定义测试，如：
// test.h
#define START_TEST(name) extern "C" EXPORT TResult test_##name () {
#define END_TEST return tresult_success(); }
// foo.cc
START_TEST(foo_bar)
{
assert_pending();
}
END_TEST
产生如下所示的输出：
test_foo_bar: pending
1 pending
0 succeeded
1 total
要从 Linux 下的共享库 (.so) 中获取导出的符号列表，有两种方法：简单的方法和稍微困难的方法。
最简单的方法是使用已经可用的控制台工具：objdump（包含在 GNU binutils 中）：
$ objdump -T /usr/lib/libid3tag.so.0
00009c15 g DF .text 0000012e Base id3_tag_findframe
00003fac g DF .text 00000053 Base id3_ucs4_utf16duplicate
00008288 g DF .text 000001f2 Base id3_frame_new
00007b73 g DF .text 000003c5 Base id3_compat_fixup
...
稍微难一点的方法是使用libelf并编写一个C/C++程序来自己列出符号。查看 elfutils 包，它也是从 libelf 源代码构建的。有一个名为 eu-readelf 的程序（readelf 的 elfutils 版本，不要与 binutils readelf 混淆）。 eu-readelf -s $LIB 使用 libelf 列出导出的符号，因此您应该能够将其用作起点。
当我看到有人问如何在操作系统 X 中做一些您在 Y 中做的事情时，我确实感到非常恼火。
在大多数情况下，这不是一种有用的方法，因为每个操作系统（系列）往往都有自己的问题解决方法，因此尝试在 Y 中应用适用于 X 的东西就像将一个立方体塞进一个圆孔.
请注意：这里的文字是刻薄的，而不是居高临下的；我对英语的掌握没有我想要的那么好。根据我的经验，严酷结合实际帮助和指向已知可行解决方案的指针似乎在克服非技术限制方面效果最好。
在Linux中，测试环境应该使用类似
的东西LC_ALL=C LANG=C readelf -s FILE
列出FILE中的所有符号。 readelf 是 binutils 包的一部分，如果您打算在系统上构建新的二进制文件，则会安装它。这导致 portable，健壮的代码。 不要忘记 Linux 包含多种硬件架构，它们确实存在差异。
要在 Linux 中构建二进制文件，您通常会使用 binutils 中提供的一些工具。如果 binutils 提供了一个库，或者有一个基于 binutils 中使用的代码的 ELF 库，那么使用它会好得多，而不是解析人类实用程序的输出。但是，没有这样的库（binutils 内部使用的 libbfd 库不是 ELF 特定的）。 [URL=http://www.mr511.de/software/english.html]libelf[/URL] 库很好，但它是完全独立的作品，主要由一个作者完成。其中的错误已报告给 binutils，这是非生产性的，因为两者不相关。简而言之，不能保证它会像 binutils 一样处理给定架构上的 ELF 文件。因此，为了稳健性和可靠性，您一定要使用 binutils。
如果你有一个测试应用程序，它应该使用一个脚本，比如 /usr/lib/yourapp/list-test-functions，来列出与测试相关的功能：
#!/bin/bash
export LC_ALL=C LANG=C
for file in "$@" ; do
readelf -s "$file" | while read num value size type bind vix index name dummy ; do
[ "$type" = "FUNC" ] || continue
[ "$bind" = "GLOBAL" ] || continue
[ "$num" = "$[$num]" ] || continue
[ "$index" = "$[$index]" ] || continue
case "$name" in
test_*) printf '%s\n' "$name"
;;
esac
done
done
这样，如果有一个架构有怪癖（特别是在 binutils 的 readelf 输出格式中），您只需要修改脚本。修改这样一个简单的脚本并不困难，而且很容易验证脚本是否正常工作——只需将原始 readelf 输出与脚本输出进行比较；任何人都可以做到。
构造管道的子程序，fork()子进程，在子进程中执行脚本，使用例如getline() 在父进程中读取名字列表，相当简单而且极其健壮。由于这也是一个脆弱的地方，我们已经通过使用外部脚本（即 customizable/extensible 来覆盖这些怪癖，并且易于调试）来非常容易地修复这里的任何怪癖或问题。
请记住，如果 binutils 本身有错误（输出格式错误除外），那么构建的任何二进制文件几乎肯定也会出现同样的错误。
作为一个面向 Microsoft 的人，您可能难以理解这种模块化方法的好处。 （它不是特定于 Microsoft，而是特定于单一供应商控制的生态系统，其中供应商推动的方法是通过总体 框架 和具有干净但非常有限的接口的黑盒。我认为它作为框架限制，或供应商强制围墙花园，或监狱花园。看起来不错，但很难走出去。有关我试图描述的模块化方法的描述和历史，请参见例如 the Unix philosophy 文章在维基百科。）
以下显示您的方法在 Linux 中确实可行——尽管笨拙且脆弱；这些东西旨在使用标准工具来完成。总的来说，这不是正确的方法。
接口 symbols.h 使用回调函数最容易实现，回调函数会为找到的每个符号调用：
#ifndef SYMBOLS_H
#ifndef _GNU_SOURCE
#error You must define _GNU_SOURCE!
#endif
#define SYMBOLS_H
#include <stdlib.h>
typedef enum {
LOCAL_SYMBOL = 1,
GLOBAL_SYMBOL = 2,
WEAK_SYMBOL = 3,
} symbol_bind;
typedef enum {
FUNC_SYMBOL = 4,
OBJECT_SYMBOL = 5,
COMMON_SYMBOL = 6,
THREAD_SYMBOL = 7,
} symbol_type;
int symbols(int (*callback)(const char *libpath, const char *libname, const char *objname,
const void *addr, const size_t size,
const symbol_bind binding, const symbol_type type,
void *custom),
void *custom);
#endif /* SYMBOLS_H */
ELF 符号绑定和类型宏是特定于字长的，因此为了避免麻烦，我在上面声明了枚举类型。然而，我省略了一些无趣的类型（STT_NOTYPE、STT_SECTION、STT_FILE）。
实施，symbols.c：
#define _GNU_SOURCE
#include <stdlib.h>
#include <limits.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <fnmatch.h>
#include <dlfcn.h>
#include <link.h>
#include <errno.h>
#include "symbols.h"
#define UINTS_PER_WORD (__WORDSIZE / (CHAR_BIT * sizeof (unsigned int)))
static ElfW(Word) gnu_hashtab_symbol_count(const unsigned int *const table)
{
const unsigned int *const bucket = table + 4 + table[2] * (unsigned int)(UINTS_PER_WORD);
unsigned int b = table[0];
unsigned int max = 0U;
while (b-->0U)
if (bucket[b] > max)
max = bucket[b];
return (ElfW(Word))max;
}
static symbol_bind elf_symbol_binding(const unsigned char st_info)
{
#if __WORDSIZE == 32
switch (ELF32_ST_BIND(st_info)) {
#elif __WORDSIZE == 64
switch (ELF64_ST_BIND(st_info)) {
#else
switch (ELF_ST_BIND(st_info)) {
#endif
case STB_LOCAL: return LOCAL_SYMBOL;
case STB_GLOBAL: return GLOBAL_SYMBOL;
case STB_WEAK: return WEAK_SYMBOL;
default: return 0;
}
}
static symbol_type elf_symbol_type(const unsigned char st_info)
{
#if __WORDSIZE == 32
switch (ELF32_ST_TYPE(st_info)) {
#elif __WORDSIZE == 64
switch (ELF64_ST_TYPE(st_info)) {
#else
switch (ELF_ST_TYPE(st_info)) {
#endif
case STT_OBJECT: return OBJECT_SYMBOL;
case STT_FUNC: return FUNC_SYMBOL;
case STT_COMMON: return COMMON_SYMBOL;
case STT_TLS: return THREAD_SYMBOL;
default: return 0;
}
}
static void *dynamic_pointer(const ElfW(Addr) addr,
const ElfW(Addr) base, const ElfW(Phdr) *const header, const ElfW(Half) headers)
{
if (addr) {
ElfW(Half) h;
for (h = 0; h < headers; h++)
if (header[h].p_type == PT_LOAD)
if (addr >= base + header[h].p_vaddr &&
addr < base + header[h].p_vaddr + header[h].p_memsz)
return (void *)addr;
}
return NULL;
}
struct phdr_iterator_data {
int (*callback)(const char *libpath, const char *libname,
const char *objname, const void *addr, const size_t size,
const symbol_bind binding, const symbol_type type,
void *custom);
void *custom;
};
static int iterate_phdr(struct dl_phdr_info *info, size_t size, void *dataref)
{
struct phdr_iterator_data *const data = dataref;
const ElfW(Addr) base = info->dlpi_addr;
const ElfW(Phdr) *const header = info->dlpi_phdr;
const ElfW(Half) headers = info->dlpi_phnum;
const char *libpath, *libname;
ElfW(Half) h;
if (!data->callback)
return 0;
if (info->dlpi_name && info->dlpi_name[0])
libpath = info->dlpi_name;
else
libpath = "";
libname = strrchr(libpath, '/');
if (libname && libname[0] == '/' && libname[1])
libname++;
else
libname = libpath;
for (h = 0; h < headers; h++)
if (header[h].p_type == PT_DYNAMIC) {
const ElfW(Dyn) *entry = (const ElfW(Dyn) *)(base + header[h].p_vaddr);
const ElfW(Word) *hashtab;
const ElfW(Sym) *symtab = NULL;
const char *strtab = NULL;
ElfW(Word) symbol_count = 0;
for (; entry->d_tag != DT_NULL; entry++)
switch (entry->d_tag) {
case DT_HASH:
hashtab = dynamic_pointer(entry->d_un.d_ptr, base, header, headers);
if (hashtab)
symbol_count = hashtab[1];
break;
case DT_GNU_HASH:
hashtab = dynamic_pointer(entry->d_un.d_ptr, base, header, headers);
if (hashtab) {
ElfW(Word) count = gnu_hashtab_symbol_count(hashtab);
if (count > symbol_count)
symbol_count = count;
}
break;
case DT_STRTAB:
strtab = dynamic_pointer(entry->d_un.d_ptr, base, header, headers);
break;
case DT_SYMTAB:
symtab = dynamic_pointer(entry->d_un.d_ptr, base, header, headers);
break;
}
if (symtab && strtab && symbol_count > 0) {
ElfW(Word) s;
for (s = 0; s < symbol_count; s++) {
const char *name;
void *const ptr = dynamic_pointer(base + symtab[s].st_value, base, header, headers);
symbol_bind bind;
symbol_type type;
int result;
if (!ptr)
continue;
type = elf_symbol_type(symtab[s].st_info);
bind = elf_symbol_binding(symtab[s].st_info);
if (symtab[s].st_name)
name = strtab + symtab[s].st_name;
else
name = "";
result = data->callback(libpath, libname, name, ptr, symtab[s].st_size, bind, type, data->custom);
if (result)
return result;
}
}
}
return 0;
}
int symbols(int (*callback)(const char *libpath, const char *libname, const char *objname,
const void *addr, const size_t size,
const symbol_bind binding, const symbol_type type,
void *custom),
void *custom)
{
struct phdr_iterator_data data;
if (!callback)
return errno = EINVAL;
data.callback = callback;
data.custom = custom;
return errno = dl_iterate_phdr(iterate_phdr, &data);
}
编译上面的时候，记得link反对dl库。
你可能会觉得上面的gnu_hashtab_symbol_count()函数很有趣； table 的格式在我能找到的任何地方都没有很好的记录。这已经过测试，可以在 i386 和 x86-64 架构上工作，但在生产代码中依赖它之前，应该针对 GNU 源代码对其进行审查。同样，更好的选择是直接通过帮助脚本使用这些工具，因为它们将安装在任何开发机器上。
从技术上讲，DT_GNU_HASH table 告诉我们第一个动态符号，任何哈希桶中的最高索引告诉我们最后一个动态符号，但是由于 DT_SYMTAB符号table总是从0开始（实际上0项是"none"），我只考虑上限
为了匹配库和函数名称，我建议使用 strncmp() 作为库的前缀匹配（在库名称的开头匹配，直到第一个 .）。当然，如果你更喜欢正则表达式，你可以使用 fnmatch() if you prefer glob patterns, or regcomp()+regexec()（它们内置于 GNU C 库中，不需要外部库）。
这是一个示例程序，example.c，它只打印出所有符号：
#define _GNU_SOURCE
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <dlfcn.h>
#include <errno.h>
#include "symbols.h"
static int my_func(const char *libpath, const char *libname, const char *objname,
const void *addr, const size_t size,
const symbol_bind binding, const symbol_type type,
void *custom __attribute__((unused)))
{
printf("%s (%s):", libpath, libname);
if (*objname)
printf(" %s:", objname);
else
printf(" unnamed");
if (size > 0)
printf(" %zu-byte", size);
if (binding == LOCAL_SYMBOL)
printf(" local");
else
if (binding == GLOBAL_SYMBOL)
printf(" global");
else
if (binding == WEAK_SYMBOL)
printf(" weak");
if (type == FUNC_SYMBOL)
printf(" function");
else
if (type == OBJECT_SYMBOL || type == COMMON_SYMBOL)
printf(" variable");
else
if (type == THREAD_SYMBOL)
printf(" thread-local variable");
printf(" at %p\n", addr);
fflush(stdout);
return 0;
}
int main(int argc, char *argv[])
{
int arg;
for (arg = 1; arg < argc; arg++) {
void *handle = dlopen(argv[arg], RTLD_NOW);
if (!handle) {
fprintf(stderr, "%s: %s.\n", argv[arg], dlerror());
return EXIT_FAILURE;
}
fprintf(stderr, "%s: Loaded.\n", argv[arg]);
}
fflush(stderr);
if (symbols(my_func, NULL))
return EXIT_FAILURE;
return EXIT_SUCCESS;
}
要编译和运行以上，例如使用
gcc -Wall -O2 -c symbols.c
gcc -Wall -O2 -c example.c
gcc -Wall -O2 example.o symbols.o -ldl -o example
./example | less
要在程序本身中查看符号，请在 link 时使用 -rdynamic 标志将所有符号添加到动态符号 table:
gcc -Wall -O2 -c symbols.c
gcc -Wall -O2 -c example.c
gcc -Wall -O2 -rdynamic example.o symbols.o -ldl -o example
./example | less
在我的系统上，后者打印出来[=44=]
(): stdout: 8-byte global variable at 0x602080
(): _edata: global at 0x602078
(): __data_start: global at 0x602068
(): data_start: weak at 0x602068
(): symbols: 70-byte global function at 0x401080
(): _IO_stdin_used: 4-byte global variable at 0x401150
(): __libc_csu_init: 101-byte global function at 0x4010d0
(): _start: global function at 0x400a57
(): __bss_start: global at 0x602078
(): main: 167-byte global function at 0x4009b0
(): _init: global function at 0x4008d8
(): stderr: 8-byte global variable at 0x602088
/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so.2 (libdl.so.2): unnamed local at 0x7fc652097000
/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so.2 (libdl.so.2): unnamed local at 0x7fc652097da0
/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so.2 (libdl.so.2): __asprintf: global function at 0x7fc652097000
/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so.2 (libdl.so.2): free: global function at 0x7fc652097000
...
/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so.2 (libdl.so.2): dlvsym: 118-byte weak function at 0x7fc6520981f0
/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (libc.so.6): unnamed local at 0x7fc651cd2000
/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (libc.so.6): unnamed local at 0x7fc651cf14a0
/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (libc.so.6): unnamed local at 0x7fc65208c740
/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (libc.so.6): _rtld_global: global variable at 0x7fc651cd2000
/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (libc.so.6): __libc_enable_secure: global variable at 0x7fc651cd2000
/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (libc.so.6): __tls_get_addr: global function at 0x7fc651cd2000
/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (libc.so.6): _rtld_global_ro: global variable at 0x7fc651cd2000
/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (libc.so.6): _dl_find_dso_for_object: global function at 0x7fc651cd2000
/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (libc.so.6): _dl_starting_up: weak at 0x7fc651cd2000
/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (libc.so.6): _dl_argv: global variable at 0x7fc651cd2000
/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (libc.so.6): putwchar: 292-byte global function at 0x7fc651d4a210
...
/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (libc.so.6): vwarn: 224-byte global function at 0x7fc651dc8ef0
/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (libc.so.6): wcpcpy: 39-byte weak function at 0x7fc651d75900
/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (ld-linux-x86-64.so.2): unnamed local at 0x7fc65229b000
/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (ld-linux-x86-64.so.2): unnamed local at 0x7fc65229bae0
/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (ld-linux-x86-64.so.2): _dl_get_tls_static_info: 21-byte global function at 0x7fc6522adaa0
/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (ld-linux-x86-64.so.2): GLIBC_PRIVATE: global variable at 0x7fc65229b000
/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (ld-linux-x86-64.so.2): GLIBC_2.3: global variable at 0x7fc65229b000
/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (ld-linux-x86-64.so.2): GLIBC_2.4: global variable at 0x7fc65229b000
/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (ld-linux-x86-64.so.2): free: 42-byte weak function at 0x7fc6522b2c40
...
/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (ld-linux-x86-64.so.2): malloc: 13-byte weak function at 0x7fc6522b2bf0
/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (ld-linux-x86-64.so.2): _dl_allocate_tls_init: 557-byte global function at 0x7fc6522adc00
/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (ld-linux-x86-64.so.2): _rtld_global_ro: 304-byte global variable at 0x7fc6524bdcc0
/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (ld-linux-x86-64.so.2): __libc_enable_secure: 4-byte global variable at 0x7fc6524bde68
/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (ld-linux-x86-64.so.2): _dl_rtld_di_serinfo: 1620-byte global function at 0x7fc6522a4710
我用 ... 标记我删除了很多行的地方。
有问题吗？