C/C++ 符号表

刀疤

概念

Symbol ：函数&变量的名称。
Symbol Table： Symbol的列表。
符号表是程序/单元中“符号”的列表。符号通常是变量或函数的名称。符号表可用于确定变量或函数在内存中的位置。 简而言之，Symbol Table 是分配给函数&变量的名称与其在内存中的地址的映射，包括类型、范围和大小等元数据。最终由编译器使用。
通常，C 或 C++ 编译器将单个源文件编译为扩展名为 .obj 或 .o 的目标文件。目标文件包含可执行代码和数据的集合，链接器可以将其处理成工作应用程序或共享库。
目标文件中有一个称为符号表的数据结构，它将目标文件中的不同项目映射到链接器可以理解的名称。如果您从代码中调用函数，编译器不会将例程的最终地址放入目标文件中。相反，它将一个占位符值放入代码中并添加一个注释，告诉链接器从它正在处理的所有目标文件中查找各种符号表中的引用，并将最终位置粘贴在那里。
其次，还有.so 或 .dll 中的符号表。这是由链接器生成的，用于命名库用户可见的所有函数和数据项。这允许系统进行运行时链接，将对这些名称的开放引用解析为库在内存中加载的位置。
nm 目标文件： 列出目标文件的符号表。

例子

我们可以通过下边的一个简单的例子来理解这些基础概念。
1、生成源文件main.c
/**
*函数funcA
*/
int funcA() {
return 0;
}

int main(int argc, char *argv[]){
  
  return 0;
}2、 在当前目录下生成汇编文件 gcc -S main.c   可以直接打开生成的汇编文件：main.s


3、在当前目录下生成目标文件  gcc -c main.c
生成的main.o不能直接以文本的格式打开。
查看main.o的信息： objdump -h main.o  信息如下： 函数名位于.text中。


使用 nm命令查看符号信息： nm main.o


可以看到两个函数名： funcA & main

4、 全局变量&静态变量

接下来我们在main.c里添加一个 全局变量 & 一个静态变量，再执行 1、2、3步骤看一下执行结果。
/**
*全局变量
*/
int globalA = 2022;

/**
*静态变量
*/
static int globalB = 2023;

int funcA() {
return 0;
}

int main(int argc, char *argv[]){
  
  return 0;
}此时查看汇编文件 main.s 结果如下：



main.s

objdump -h main.o 查看目标文件结果如下：



main.o

nm main.o结果如下：


5、局部变量

自此我们可以看到  函数&全局变量&静态变量都会在生成目标文件的时候有自己的符号名称，局部变量呢？
那我们可以在函数funcA & main函数里添加两个局部变量，main代码改进为下边这样：
int globalA = 2022;

static int globalB = 2023;

int funcA() {
  int localFuncAValue = 13;
  return 0;
}

int main(int argc, char *argv[]){
  int localMainValue = 14;
  return 0;
}
查看main.s文件结果如下：


此时我们发现局部变量并没有生成符号。
movl $14, -4(%rbp) : rbp  堆栈基指针

结论

1、函数&全局变量&静态变量会生成符号。
2、局部变量不会生成符号，最终是分配在栈内存中，不会在函数外部被引用。

参考：
GCC编译流程(一)
Linux 命令（63）-- nm 命令