GCC编译二进制产物一般有静态库、动态库和可执行程序。本篇文章的目的是为了探寻可能存在的减小二进制程序体积的方法。

查询文件格式

file查看是否是ELF格式

格式：file [file path]

10:31:34 ELF $file *
json_example: ELF 32-bit LSB executable, ARM, EABI5 version 1 (SYSV), dynamically linked, interpreter /lib/ld-uClibc.so.0, with debug_info, not stripped
libcjson.so:  ELF 32-bit LSB shared object, ARM, EABI5 version 1 (SYSV), dynamically linked, not stripped
libjson-c.a:  current ar archive

readelf详细查看ELF文件信息

格式：readelf <option(s)> elf-file(s)

10:46:14 ELF $readelf -h json_example 
ELF Header:
  Magic:   7f 45 4c 46 01 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 
  Class:                             ELF32
  Data:                              2's complement, little endian
  Version:                           1 (current)
  OS/ABI:                            UNIX - System V
  ABI Version:                       0
  Type:                              EXEC (Executable file)
  Machine:                           ARM
  Version:                           0x1
  Entry point address:               0x11189
  Start of program headers:          52 (bytes into file)
  Start of section headers:          143200 (bytes into file)
  Flags:                             0x5000400, Version5 EABI, hard-float ABI
  Size of this header:               52 (bytes)
  Size of program headers:           32 (bytes)
  Number of program headers:         8
  Size of section headers:           40 (bytes)
  Number of section headers:         34
  Section header string table index: 33

分析文件体积

size/du查看文件所占内存/磁盘

10:50:12 ELF $size json_example
   text    data     bss     dec     hex filename
  40726    1032     304   42062    a44e json_example
14:00:42 ELF $du -k json_example 
144     json_example # k
14:00:47 ELF $du -b json_example 
144560  json_exampl # 字节

字段说明

字段 含义 示例值 说明
text 代码段 40726 字节 包含程序的可执行代码（机器指令），通常是只读的
data 数据段 1032 字节 包含已初始化的全局变量和静态变量，占用磁盘空间
bss 未初始化数据段 304 字节 包含未初始化的全局变量和静态变量，运行时初始化为0
dec 十进制总和 42062 字节 前三项的总和：40726 + 1032 + 304
hex 十六进制总和 a44e 总大小的十六进制表示
filename 文件名 json_example 被分析的可执行文件名称

体积优化

移除调试信息

  1. file命令查看是否包含符号信息
    查看是否包含not stripped字段
    10:50:26 ELF $file libcjson.so 
    libcjson.so: ELF 32-bit LSB shared object, ARM, EABI5 version 1 (SYSV), dynamically linked, not stripped
    13:35:25 ELF $file json_example 
    json_example: ELF 32-bit LSB executable, ARM, EABI5 version 1 (SYSV), dynamically linked, interpreter /lib/ld-uClibc.so.0, with debug_info, not stripped
  2. strip --strip-debug --strip-unneeded libcjson.so移除调试符号
    动态库不能过度strip,不然有可能导致无法使用，上面两个参数是相对安全的参数
  3. strip json_example移除所有调试信息

-Os 编译选项

GCC的-O选项是一组用于控制编译优化级别的参数，这些优化级别在代码大小和执行速度之间进行不同的权衡。

优化级别 编译时间 执行速度 代码体积 可调试性
-O0 最快 最慢 最大 最好
-O1 较快 较快 较小 较好
-O2 中等 快 中等 一般
-O3 较慢 最快* 较大 差
-Os 中等 较快 最小 一般
-Og 较快 中等 中等 好

bloaty分析二进制文件大小

Google开源维护的二进制文件分析工具

编译

  1. 检查一下编译工具的C++标准：g++ -dM -E -x c++ /dev/null | grep -i cplusplus
    16:14:04 build $g++ -dM -E -x c++ /dev/null | grep -i cplusplus
    #define __cplusplus 201703L
    199711L: C++98/C++03
    201103L: C++11
    201402L: C++14
    201703L: C++17
    202002L: C++20
    202302L: C++23
    保持CMakeLists.txt里CMAKE_CXX_STANDARD和系统版本一致
  2. 编译
    git clone https://github.com/google/bloaty.git
    cd bloaty
    mkdir build
    cd build
    cmake ..
    make
    sudo make install

使用

  • bloaty ./my_program
  • bloaty -d compileunits,symbols ./my_program
数据源 解释
sections 按 ELF 文件的段（Section）查看
symbols 按符号（函数名、变量名）查看
compileunits 按编译单元（源文件）查看
inlines 尝试解析内联函数，显示内联展开后的体积分布 
17:00:27 ELF $bloaty json_example 
    FILE SIZE        VM SIZE    
 --------------  -------------- 
  22.8%  32.2Ki  77.7%  32.2Ki    .text
  20.6%  29.0Ki   0.0%       0    .debug_info
  15.7%  22.2Ki   0.0%       0    .debug_line
   9.4%  13.3Ki   0.0%       0    .debug_str
   7.1%  9.97Ki   0.0%       0    .symtab
   4.2%  5.95Ki   0.0%       0    .debug_frame
   4.0%  5.68Ki   0.0%       0    .strtab
   3.8%  5.33Ki   0.0%       0    .debug_abbrev
   2.6%  3.69Ki   0.0%       0    [Unmapped]
   2.5%  3.52Ki   8.5%  3.52Ki    .rodata
   1.1%  1.53Ki   0.0%       0    .debug_aranges
   1.0%  1.47Ki   2.7%  1.12Ki    [17 Others]
   1.0%  1.42Ki   0.0%       0    .debug_ranges
   0.9%  1.33Ki   0.0%       0    [ELF Section Headers]
   0.8%  1.06Ki   2.6%  1.06Ki    .dynsym
   0.6%     800   1.9%     800    .dynstr
   0.5%     744   1.8%     744    .plt
   0.4%     548   1.3%     548    .hash
   0.4%     540   1.3%     540    .data
   0.3%     480   1.1%     480    .gnu.hash
   0.3%     480   1.1%     480    .rel.plt
 100.0%   141Ki 100.0%  41.4Ki    TOTAL