[linux] nm -C 讲解

在 Linux 环境中，nm 是一个命令行工具，用于显示目标文件（如可执行文件、目标文件或共享库 .so 文件）中符号表的内容。配合参数和管道操作，它可以实现很多功能。

基本解释

• nm:

  • 用于列出目标文件中的符号表。
  • 符号表包括函数、变量等信息，是编译器生成的元数据，方便链接器和调试器使用。

• -C:

  • 让 nm 显示经过“解混淆”（demangle）后的符号名称。
  • 在 C++ 编译过程中，函数或变量的名字通常会经过“名称修饰”（name mangling），使得重载等功能可以被支持。-C 会将修饰的名字还原为原始的、可读的 C++ 名字。

• .so 文件:

  • 是 Linux 中的共享库（shared object），类似于 Windows 的 .dll 文件。

• grep:

  • 用于过滤输出，只显示匹配特定模式的行。

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nm -C .so | grep 的作用

这个命令组合的作用是：

1. 提取 .so 文件中的符号表信息。
2. 解码 C++ 名称修饰。
3. 通过 grep 筛选感兴趣的符号。

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具体步骤

1. 列出符号表:

   • nm .so 会列出符号表，包括符号类型、地址和名称。

   例子（未使用 -C，符号未解混淆）:

   nm libexample.so
   00000000 T _Z3addii
   00000010 T _Z4subii
   

2. 解混淆符号:

   • nm -C .so 会将 C++ 符号还原为可读的形式：

   nm -C libexample.so
   00000000 T add(int, int)
   00000010 T sub(int, int)
   

3. 筛选符号:

   • 使用 grep 筛选特定的符号。例如：

   nm -C libexample.so | grep add
   00000000 T add(int, int)
   

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符号类型解释

在 nm 输出中，符号类型用一列字母表示，比如 T、U、D 等。以下是常见的符号类型：

符号类型	含义
T	定义在目标文件中的全局（函数）符号
U	未定义符号（引用到外部的函数或变量）
D	已初始化的全局数据
B/b	未初始化的全局数据（BSS 段）
C	未初始化的静态数据
W	弱符号（可被覆盖）
V	弱对象（变量）

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实际用途

1. 查找特定函数或变量:

   • 如果知道某个函数或变量的名字，可以使用 grep 过滤输出。例如：

     nm -C libexample.so | grep my_function
     

2. 调试共享库:

   • 确认某个函数是否导出、是否存在符号修饰问题。
   • 检查未定义符号，确认依赖是否缺失：

     nm -C libexample.so | grep U
     

3. 分析库的符号结构:

   • 查看导出函数或全局变量。
   • 匹配特定命名空间、类或函数的符号。

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示例

假设 libmath.so 包含以下代码：

// math.cpp
extern "C" int add(int a, int b) {return a + b;
}extern "C" int sub(int a, int b) {return a - b;
}namespace Math {double multiply(double a, double b) {return a * b;}
}

编译成共享库：

g++ -fPIC -shared math.cpp -o libmath.so

运行命令：

nm -C libmath.so | grep Math

输出：

00000020 T Math::multiply(double, double)

说明 Math::multiply 函数已正确导出到共享库中。

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总结

nm -C .so | grep 是调试和分析共享库时的常用工具，尤其是在 C++ 程序中，可以：

1. 快速检查符号是否正确导出。
2. 查找未定义的符号依赖。
3. 确认名称修饰问题（函数匹配失败等）。