Linux下如何查看静态库中的函数？

在Linux开发环境中，静态库（.%ignore_a_1%文件）是多个目标文件（.o文件）的归档集合，常用于封装可复用的代码，查看静态库中的函数信息对于调试、依赖分析或代码审查至关重要，本文将详细介绍Linux下查看静态库函数的多种方法，包括常用工具的使用、符号解析技巧及注意事项。

静态库的基本结构

静态库由ar工具创建，本质上是归档文件，包含多个目标文件，每个目标文件（.o）都包含符号表（Symbol Table），记录了函数、变量等符号的信息，包括符号名称、类型（全局、静态、未定义等）及地址（在目标文件中的偏移），要查看静态库中的函数,核心是提取目标文件并解析其符号表。

使用ar工具查看静态库内容

ar（Archiver）是Linux下管理静态库的基础工具,可查看库中的目标文件列表或提取特定文件。

列出静态库中的目标文件

使用ar t命令可查看静态库包含的所有目标文件：

ar t libexample.a

输出示例：

utils.o
math.o
string.o

这表明libexample.a由utils.o、math.o和string.o三个目标文件组成，若需查看详细信息（如文件权限、大小），可加v选项：

ar tv libexample.a

提取目标文件

若需进一步分析某个目标文件，可用ar x提取：

ar x libexample.a math.o

提取后的math.o可直接用于后续符号解析。

使用nm工具查看符号表

nm是专门用于显示目标文件、可执行文件或静态库符号信息的工具，能快速列出函数、变量等符号及其类型。

基本用法

直接对静态库使用nm会显示所有目标文件的符号（按归档顺序）：

nm libexample.a

输出示例：

libexample.a(math.o):
0000000000000000 T add
0000000000000015 T sub
0000000000000000 D global_var
0000000000000000 t static_func
                 U printf
libexample.a(utils.o):
0000000000000000 T strlen
0000000000000000 t strrev

符号类型说明（常见）：

• T：全局函数（可被外部调用）
• t：静态函数（仅本文件可见）
• D：全局变量（初始化数据段）
• d：静态变量（初始化数据段）
• U：未定义符号（需链接时解析）

常用选项

• -C：解码符号名称（如C++的_Z3addii转为add(int, int)）：

  nm -C libexample.a

• -n：按符号地址排序（默认按名称排序）：

  nm -n libexample.a

• -g：仅显示全局符号（过滤静态符号）：

  nm -g libexample.a

• -u：仅显示未定义符号：

  nm -u libexample.a

提取特定目标文件的符号

若只想查看某个目标文件的符号，可先提取再使用nm：

ar x libexample.a math.o && nm math.o

使用objdump工具解析符号与反汇编

objdump是功能强大的二进制文件分析工具，不仅能查看符号表，还能反汇编代码,适合需要结合函数地址分析逻辑的场景。

查看符号表

使用--syms或-t选项显示符号表：

objdump --syms libexample.a

输出示例：

libexample.a:     file format elf64-x86-64
SYMBOL TABLE:
0000000000000000 l    d  .text  0000000000000000 .text
0000000000000000 g    F  .text  0000000000000000 add
0000000000000015 g    F  .text  0000000000000000 sub
0000000000000000 g    D  .data  0000000000000004 global_var
0000000000000000 l    F  .text  0000000000000000 static_func
0000000000000000     *UND*  0000000000000000 printf

符号列含义：

• l：本地符号（static）
• g：全局符号（global）
• F：函数（Function）
• D：初始化数据（Data）
• UND：未定义（Undefined）

反汇编函数代码

使用--disassemble或-d选项可反汇编特定函数：

objdump --disassemble=add libexample.a

输出示例：

libexample.a(math.o):     file format elf64-x86-64
Disassembly of section .text:
0000000000000000 <add>:
   0:   55                      push   %rbp
   1:   48 89 e5                mov    %rsp,%rbp
   4:   89 7d fc                mov    %edi,-0x4(%rbp)
   7:   89 75 f8                mov    %esi,-0x8(%rbp)
   a:   8b 45 f8                mov    -0x8(%rbp),%eax
   d:   8b 55 fc                mov    -0x4(%rbp),%edx
  10:   01 d0                   add    %edx,%eax
  12:   5d                      pop    %rbp
  13:   c3                      ret

这能直观看到函数的汇编实现,适合调试或性能分析。

使用readelf工具解析ELF文件信息

readelf是专门解析ELF（Executable and Linkable Format）文件的工具，能提供比nm和objdump更底层的符号表信息，如节区（Section）头、动态符号表等。

查看符号表

使用--syms或-s选项：

readelf --syms libexample.a

输出示例：

Symbol table '.symtab' contains 10 entries:
   Num:    Value          Size Type    Bind   Vis      Ndx Name
     0: 0000000000000000     0 NOTYPE  LOCAL  DEFAULT  UND 
     1: 0000000000000000     0 FILE    LOCAL  DEFAULT  ABS math.o
     2: 0000000000000000    17 FUNC    GLOBAL DEFAULT   1 add
     3: 0000000000000015    17 FUNC    GLOBAL DEFAULT   1 sub
     4: 0000000000000000     4 OBJECT  GLOBAL DEFAULT   3 global_var
     5: 0000000000000000    21 FUNC    LOCAL  DEFAULT   1 static_func
     6: 0000000000000000     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT  UND printf

列说明：

• Value：符号地址（在目标文件中的偏移）
• Size：符号大小（字节数）
• Bind：绑定类型（GLOBAL、LOCAL、WEAK）
• Vis：可见性（DEFAULT、INTERNAL、HIDDEN）
• Ndx：节区索引（如1表示.text节，3表示.data节）

查看节区信息

使用--sections或-S选项可查看目标文件的节区分布，帮助定位符号所在的节（如函数通常在.text节）：

readelf --sections libexample.a

工具对比与选择

为方便选择,以下工具的功能对比总结如下：

进阶技巧：定位函数定义位置

若需查看函数在源文件中的位置（如调试时），可结合addr2line工具（需编译时开启调试信息-g）：

1. 提取目标文件并获取函数地址：

   ar x libexample.a math.o && nm math.o | grep add

   输出：0000000000000000 T add（地址为0x0）

2. 使用addr2line转换地址为源文件行号：

   addr2line -e math.o 0x0

   输出：/path/to/source/math.c:10（表示add函数定义在math.c第10行）

注意事项

1. 符号名称解码：C++编译后的符号名会被修饰（如_Z3addii），需使用c++filt工具手动解码：

   c++filt _Z3addii  # 输出：add(int, int)

2. 32位与64位库：不同架构的静态库符号表格式不同，nm/objdump会自动适配，但需确保工具链与库架构一致（如32位库需i686工具链）。
3. 静态库与动态库：静态库（.a）和动态库（.so）的符号表结构不同，本文方法仅适用于静态库；动态库需使用ldd或nm -D查看动态符号表。

相关问答FAQs

Q1：为什么使用nm查看静态库时，部分函数符号显示为“U”（未定义）？
A：符号“U”表示该函数在当前目标文件中未定义，可能是外部依赖（如printf），静态库中的目标文件可能依赖其他库的函数，若需查看完整依赖，可结合ldd分析链接后的可执行文件，或使用nm -u过滤所有未定义符号,再通过链接脚本或编译参数确认依赖库。

Q2：如何区分静态库中的“全局函数”和“静态函数”？
A：通过nm或readelf的符号类型标识区分：

• 全局函数：nm中显示为T（大写），readelf中Bind为GLOBAL；
• 静态函数：nm中显示为t（小写），readelf中Bind为LOCAL。
  nm libexample.a中T add是全局函数，t static_func是静态函数，后者仅能在定义它的目标文件（math.o）内被调用。