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想知道nm命令的实现原理吗---分析AIX平台下ELF文件的符号表

2012-01-17 1988
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简介： 在AIX及其他unix/linux平台上，我们可以使用nm, objdump和readelf来分析ELF文件的符号表。具体使用方式是：nm objfile objdump -x objfile (或其他选项）readelf -a objfile但我们有时候需要在程序中来分析某个ELF文件（比如当前进程）的符号表，进行处理。
在AIX及其他unix/linux平台上，我们可以使用nm, objdump和readelf来分析ELF文件的符号表。具体使用方式是：
nm objfile
objdump -x objfile (或其他选项）
readelf -a objfile

但我们有时候需要在程序中来分析某个ELF文件（比如当前进程）的符号表，进行处理。这里针对AIX平台介绍附件中的代码所使用的方法来实现该功能。
附件中的C++代码巧妙利用了AIX提供的系统调用来读出ELF文件的符号表，它以面向对象的方式提供了如下接口：

  2. class XCOFFParser;
  3. //void * is SCNHDR * for 32 bit and SCNHDR_64 for 64 bit.
  4. //Return 0, contiue. Return 1: break the current parse.
  5. typedef int (*SectionCallback)(void *param, XCOFFParser *parser, int iIndex, void *secHeader);

  7. //void * is SYMENT * for 32 bit and SYMENT_64 for 64 bit.
  8. //Return 0, contiue. Return 1: break the current parse.
  9. typedef int (*SymbolCallback)(void *param, XCOFFParser *parser, int iIndex, char *symName, void *symEntry);

  11. enum XCOFF_SECTION{SECTION_TEXT=0, SECTION_DATA, SECTION_BSS, SECTION_DEBUG, SECTION_LOADER};
  12. struct SectionInfo
  13. {
  14.     XCOFF_SECTION sectionType;
  15.     int sectionNum;
  16.     char sectionName[MAX_SECTION_NAME_LENGTH];
  17. };

  19. class XCOFFParser
  20. {
  21. public:
  22.     XCOFFParser(char *fileName)
  23.     {
  24.         strcpy(m_strFileName, fileName);
  25.         m_ldPointer = NULL;
  26.         m_bIs64 = 0;
  27.         m_lSections = m_lSymbols = 0;
  28.         memset(m_sections, -1, sizeof(m_sections));
  29.     }

  31.     virtual ~XCOFFParser();
  32.     

  34.     
  35.     int InitParser();
  36.     
  37.     int ParseSections(SectionCallback pfnCallback, void *param, int iIncludeDep=0);
  38.     int ParseSymbols(SymbolCallback pfnCallback, void *param, int iIncludeDep=0);
  39.     int DeinitParser();

  41.     int Is64Bit()
  42.     {
  43.         return m_bIs64;
  44.     }
  45.     
  46.     char *GetFileName(char *buf) const
  47.     {
  48.         strcpy(buf, m_strFileName);
  49.         return buf;
  50.     }

  52.     long GetSectionsNumber() const
  53.     {
  54.         return m_lSections;
  55.     }

  57.     long GetSymbolsNumber() const
  58.     {
  59.         return m_lSymbols;
  60.     }

  62.     int IsDebugSymbol(void *symEntry)
  63.     {
  64.         if(m_bIs64)
  65.         {
  66.             return ((SYMENT_64 *)symEntry)->n_scnum == N_DEBUG;
  67.         }
  68.         return ((SYMENT *)symEntry)->n_scnum == N_DEBUG;
  69.     }

  71.     int IsABSSymbol(void *symEntry)
  72.     {
  73.         if(m_bIs64)
  74.         {
  75.             return ((SYMENT_64 *)symEntry)->n_scnum == N_ABS;
  76.         }
  77.         return ((SYMENT *)symEntry)->n_scnum == N_ABS;
  78.     }


  81.     int IsUndefSymbol(void *symEntry)
  82.     {
  83.         if(m_bIs64)
  84.         {
  85.             return ((SYMENT_64 *)symEntry)->n_scnum == N_UNDEF;
  86.         }
  87.         return ((SYMENT *)symEntry)->n_scnum == N_UNDEF;
  88.     }

  90.     int IsDefinedSymbol(void *symEntry)
  91.     {
  92.         int iInMem = (m_bIs64? ((SYMENT_64 *)symEntry)->n_sclass C_BLOCK:((SYMENT *)symEntry)->n_sclass C_BLOCK);
  93.         return !IsDebugSymbol(symEntry) && !IsABSSymbol(symEntry)
  94.                 && !IsUndefSymbol(symEntry) && iInMem;
  95.     }

  97.     int IsTextSymbol(void *symEntry)//Functions' symbol
  98.     {
  99.         if(m_bIs64)
  100.         {
  101.             return ((SYMENT_64 *)symEntry)->n_scnum == m_sections[SECTION_TEXT].sectionNum;
  102.         }
  103.         return ((SYMENT *)symEntry)->n_scnum == m_sections[SECTION_TEXT].sectionNum;
  104.     }

  106.        int IsDataSymbol(void *symEntry)//data symbol
  107.     {
  108.         if(m_bIs64)
  109.         {
  110.             return ((SYMENT_64 *)symEntry)->n_scnum == m_sections[SECTION_DATA].sectionNum;
  111.         }
  112.         return ((SYMENT *)symEntry)->n_scnum == m_sections[SECTION_DATA].sectionNum;
  113.     }

  115.     int IsBssSymbol(void *symEntry)
  116.     {
  117.         if(m_bIs64)
  118.         {
  119.             return ((SYMENT_64 *)symEntry)->n_scnum == m_sections[SECTION_BSS].sectionNum;
  120.         }
  121.         return ((SYMENT *)symEntry)->n_scnum == m_sections[SECTION_BSS].sectionNum;
  122.     }
  123. /*
  124.     int IsDebugSymbol(SYMENT *symEntry)
  125.     {
  126.         return symEntry->n_scnum == m_sections[SECTION_DEBUG].sectionNum;
  127.     }
  128. */

  130.     
  131. protected:
  132.     char m_strFileName[MAX_PATH_LEN];    
  133.     LDFILE* m_ldPointer;
  134.     int m_bIs64;
  135.     long m_lSections, m_lSymbols;

  137.     SectionInfo m_sections[MAX_SECTIONS];
  138. };
示例程序：
  1. #include
  2. #include "xcoff_parser.h"

  4. static int SymbolReadDefinedFuncs(void *param, XCOFFParser *parser, int iIndex, char *symName, void *symEntry)
  5. {
  6.     //printf("In callback\n");
  7.     if(strlen(symName) > 0 && parser->IsDefinedSymbol(symEntry) && parser->IsTextSymbol(symEntry))
  8.     {
  9.         //It's a function definition, let's store it into the map
  10.         printf("Defined function name:%s, address:%p\n", symName,
  11.                             parser->Is64Bit()? ((SYMENT_64 *)symEntry)->n_value: ((SYMENT *)symEntry)->n_value);
  12.         
  13.     }
  14.     return 0;
  15. }

  17. int main(int argc, char *argv[])
  18. {
  19.      XCOFFParser parser(buf);
  20.      int ret = parser.InitParser();
  21.      if(ret != ERROR_XCOFF_SUCCESS)
  22.      {
  23.          printf("XCOFFParser::InitParser failed:%d.\n", ret);
  24.         return ret;
  25.      }
  26.      ret = parser.ParseSections(NULL, NULL);
  27.      if(ret != ERROR_XCOFF_SUCCESS)
  28.      {
  29.          printf("XCOFFParser::ParseSections failed:%d.\n", ret);
  30.         return ret;
  31.      }

  33.      ret = parser.ParseSymbols(SymbolReadDefinedFuncs, NULL);
  34.      if(ret != ERROR_XCOFF_SUCCESS)
  35.      {
  36.          printf("XCOFFParser::ParseSymbols failed:%d.\n", ret);
  37.         return ret;
  38.      }
  39.      return 0;
  40. }


xcoff_parser中所使用到的主要系统调用：
  1. LDFILE *ldopen( char *, LDFILE * );
  2. int ldfhread( LDFILE *, void * );
  3. int ldshread( LDFILE *, unsigned short, void * );
  4. int ldtbread( LDFILE *, int, void * );
  5. int ldclose( LDFILE * );

zip.gif xcoff_parser.zip  

当看完下面这本书之后，你会发现你也可以实现这个功能：
《返璞归真--UNIX技术内幕》

文章标签：
Unix
罗宾豪
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