linux下把共享库(SO)加载到指定的内存地址

时间:2022-03-29 13:18:10

作者: absurd    出处: http://blog.csdn.net/absurd



一位朋友最近遇到一个棘手的问题,希望把共享库(SO)加载到指定的内存地址,目的可能是想通过prelink来加快应用程序的起动速度。他问我有没有什么方法。我知道Windows下是可以的,比如在VC6里设置/base的值就行了,所以相信在Linux下也是可行的。
 
VC有编译选项可以设置,猜想gcc也应该有吧。gcc本身只是一个外壳,链接工作是由于ld完成的,当然是应该去阅读ld命令行选项文档。很快发现ld有个—image-base选项,可以设置动态库的加载地址。
 
通过Xlinker把这个参数传递给ld,但是ld不能识别这个选项:
gcc -g -shared test.c -Xlinker --image-base -Xlinker 0x00c00000 -o libtest.so
/usr/bin/ld: unrecognized option '--image-base'
/usr/bin/ld: use the --help option for usage information
collect2: ld returned 1 exit status
再仔细看手册,原来这个选项只适用于PE文件,PE文件是Windows下专用的,在Linux下自然用不了,看来得另想办法。
 
我知道ld script可以控制ld的行为,于是研究ld script的写法,按照手册里的说明,写了一个简单的ld script:
     SECTIONS
     {
       . = 0x00c00000;
       .text : { *(.text) }
       .data : { *(.data) }
       .bss : { *(.bss) }
     }


 
按下列方式编译:
gcc -shared -g -Xlinker --script -Xlinker ld.s test.c -o libtest.so
gcc -g main.c -L./ -ltest -o test.exe
 
用ldd查看,加载地址正确。
[root@localhost lds]# ldd test.exe
        Linux-gate.so.1 => (0x00aff000)
        libtest.so => ./libtest.so (0x00c00000)
        libc.so.6 => /lib/libc.so.6 (0x007fa000)
        /lib/ld-Linux.so.2 (0x007dd000)
 
但运行时会crash:
[root@localhost lds]# ./test.exe
Segmentation fault
 
调试运行可以发现:
(gdb) r
Starting program: /work/test/lds/test.exe
Reading symbols from shared object read from target memory...done.
Loaded system supplied DSO at 0x452000
 
Program received signal SIGSEGV, Segmentation fault.
0x007e7a10 in _dl_relocate_object () from /lib/ld-Linux.so.2
(gdb) bt
#0 0x007e7a10 in _dl_relocate_object () from /lib/ld-Linux.so.2
#1 0x007e0833 in dl_main () from /lib/ld-Linux.so.2
#2 0x007f056b in _dl_sysdep_start () from /lib/ld-Linux.so.2
#3 0x007df48f in _dl_start () from /lib/ld-Linux.so.2
#4 0x007dd847 in _start () from /lib/ld-Linux.so.2
 
猜想可能是ld.s写得不全,导致一些信息不正确。于是用ld –verbose导出一个默认的ld script。不出所料,默认的ld script非常冗长,下面是开头一段:

/* Script for -z combreloc: combine and sort reloc sections */
OUTPUT_FORMAT("elf32-i386", "elf32-i386",
          "elf32-i386")
OUTPUT_ARCH(i386)
ENTRY(_start)
SEARCH_DIR("/usr/i386-redhat-Linux/lib"); SEARCH_DIR("/usr/local/lib"); SEARCH_DIR("/lib"); SEARCH_DIR("/usr/lib");
SECTIONS
{
 /* Read-only sections, merged into text segment: */
 PROVIDE (__executable_start = 0x08048000); . = 0x08048000 + SIZEOF_HEADERS;
 .interp         : { *(.interp) }
 .hash           : { *(.hash) }
 .dynsym         : { *(.dynsym) }
 .dynstr         : { *(.dynstr) }
 .gnu.version    : { *(.gnu.version) }
 .gnu.version_d : { *(.gnu.version_d) }
 .gnu.version_r : { *(.gnu.version_r) }
 
 

按照ld script的语法,我把它修改为(红色部分为新增行):
/* Script for -z combreloc: combine and sort reloc sections */
OUTPUT_FORMAT("elf32-i386", "elf32-i386",
          "elf32-i386")
OUTPUT_ARCH(i386)
ENTRY(_start)
SEARCH_DIR("/usr/i386-redhat-Linux/lib"); SEARCH_DIR("/usr/local/lib"); SEARCH_DIR("/lib"); SEARCH_DIR("/usr/lib");
SECTIONS
{
 /* Read-only sections, merged into text segment: */
 PROVIDE (__executable_start = 0x08048000); . = 0x08048000 + SIZEOF_HEADERS;
 . = 0x00c00000;
 .interp         : { *(.interp) }
 .hash           : { *(.hash) }
 .dynsym         : { *(.dynsym) }
 .dynstr         : { *(.dynstr) }
 .gnu.version    : { *(.gnu.version) }
 .gnu.version_d : { *(.gnu.version_d) }
 .gnu.version_r : { *(.gnu.version_r) }
 

 
用这个ld script再次测试,一切正常。又验证多个共享库的情况,也正常,下面是测试数据:
 
test.c
int test( int n )
{
    return n ;
}


test1.c
int test1 ( int n )
{
    return n ;
}


main.c
extern int test ( int n );
extern int test1 ( int n );
#include < stdio .h>
 
int main ( int argc , char * argv [])
{
    printf ( "Hello: %d %d/n" , test (100), test1 (200));
 
    getchar ();
    return 0;
}


Makefile
all:
    gcc -shared -g -Xlinker --script -Xlinker ld.s test.c -o libtest.so
    gcc -shared -g -Xlinker --script -Xlinker ld1.s test1.c -o libtest1.so
    gcc -g main.c -L./ -ltest -ltest1 -o test.exe
 
clean:
    rm -f *.so *.exe
 
libtest.so的加载地址为:0x00c00000
libtest1.so的加载地址为:0x00d00000

 
ldd显示结果:
        Linux-gate.so.1 => (0x00aa3000)
        libtest.so => ./libtest.so (0x00c00000)
        libtest1.so => ./libtest1.so (0x00d00000)
        libc.so.6 => /lib/libc.so.6 (0x007fa000)
        /lib/ld-Linux.so.2 (0x007dd000)


maps的内容为:
007dd000-007f6000 r-xp 00000000 03:01 521466     /lib/ld-2.4.so
007f6000-007f7000 r-xp 00018000 03:01 521466     /lib/ld-2.4.so
007f7000-007f8000 rwxp 00019000 03:01 521466     /lib/ld-2.4.so
007fa000-00926000 r-xp 00000000 03:01 523579     /lib/libc-2.4.so
00926000-00929000 r-xp 0012b000 03:01 523579     /lib/libc-2.4.so
00929000-0092a000 rwxp 0012e000 03:01 523579     /lib/libc-2.4.so
0092a000-0092d000 rwxp 0092a000 00:00 0
00c00000-00c01000 r-xp 00001000 03:03 16370      /work/test/ldsex/libtest.so
00c01000-00c02000 rwxp 00001000 03:03 16370      /work/test/ldsex/libtest.so
00cf1000-00cf2000 r-xp 00cf1000 00:00 0          [vdso]
00d00000-00d01000 r-xp 00001000 03:03 16373      /work/test/ldsex/libtest1.so
00d01000-00d02000 rwxp 00001000 03:03 16373      /work/test/ldsex/libtest1.so
08048000-08049000 r-xp 00000000 03:03 16374      /work/test/ldsex/test.exe
08049000-0804a000 rw-p 00000000 03:03 16374      /work/test/ldsex/test.exe
b7fdf000-b7fe0000 rw-p b7fdf000 00:00 0
b7fed000-b7ff0000 rw-p b7fed000 00:00 0
bf8db000-bf8f0000 rw-p bf8db000 00:00 0          [stack]
 
从以上测试结果可以看出,这种方法是可行的。