把共享库(SO)加载到指定的内存地址

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 statu

s

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(intn) {     returnn; }

test1.c

inttest1(intn) {     returnn; }

main.c

externinttest(intn); externinttest1(intn); #include <stdio.h>   intmain(intargc, 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。