使用环境变量调试动态链接器

Linux 下的动态链接/装载器 (ld.so, ld-linux.so*)  支持通过环境变量来改变程序运行时的动态链接行为,灵活使用会给调试工作带来很多方便。

  • LD_BIND_NOT 标记;如果设定,则会执行延迟绑定,即决议 (resolve) 某个符号之后,不更新全局偏移表 (GOT) 和过程链接表 (PLT)
  • LD_BIND_NOW 标记;如果设定,则会指定立即绑定,即程序启动后决议所有的符号,并更新 GOT 和 PLT
  • LD_DEBUG 输出动态链接器的 debug 信息,设为 all 将会输出所有的调试信息,设为 help 将会输出帮助信息
  • LD_DEBUG_PATH 指定 LD_DEBUG 输出的文件路径;如果未指定,默认输出到标准输出
  • LD_DYNAMIC_WEAK 允许弱符号 (weak symbols) 被外部符号覆盖 (旧版 glibc 的行为)
  • LD_HWCAP_MASK 设置硬件、平台兼容性的掩码
  • LD_LIBRARY_PATH 一个用冒号分隔的列表,用来指定运行时动态库的搜索路径
  • LD_PRELOAD 一个用空格分隔的列表,用来指定程序在运行时首先被装载的共享库。可利用这个特性来覆盖其他共享库中定义的函数。对于设定了强制位 (setuid/setgid) 的可执行程序,只有在标准搜索路径里面并且也被设定强制位 (setuid) 的共享库才能被装载。
  • LD_ORIGIN_PATH 指向可执行文件的系统路径
  • LD_PROFILE 指定要分析的共享库
  • LD_PROFILE_OUTPUT 指定共享库分析结果的输出文件;如果未指定,默认输出到标准输出
  • LD_SHOW_AUXV 显示从内核传递的辅助数组
  • LD_TRACE_LOADED_OBJECTS 标记;如果设定,将会列出依赖性而不是实际运行(如 ldd)
  • LD_WARN 标记;如果设定,将会警告未定义符号
  • LD_VERBOSE 标记;如果设置,则在查询有关程序的信息时输出有关程序的符号版本控制信息

注:以上环境变量只支持 glibc 2.2 及以上版本。

通过 man 手册可以查看有关动态链接器的更详细的信息:

指定共享库搜索路径的几种方式

Linux 上有三种方式指定运行时动态链接库的搜索路径, 按照优先级顺序从高到低依次是:

  • rpath
  • LD_LIBRARY_PATH
  • runpath

假设我们有一个程序 a.out 动态链接 liba.so

然后将 liba.so 拷贝到两个独立的目录中:

目录结构如下

使用 -Wl,–enable-new-dtags 参数,通过 gcc 告诉 linker (ld, ld.gold, lld) 使用新的 dtags,即 runpath

运行时通过环境变量 LD_LIBRARY_PATH 指定共享库查找路径为目录 2;通过调试动态链接器,可以看到优先在目录 2 中寻找 liba.so,即 LD_LIBRARY_PATH 的优先级高于 runpath.

如果不指定 –enable-new-dtags 这个 linker 参数,或者使用 –disable-new-dtags,则会使用旧的 dtags,即 rpath

运行时通过环境变量 LD_LIBRARY_PATH 指定共享库查找路径为目录 2;通过调试动态链接器,可以看到优先在目录 1 中寻找 liba.so;即 rpath 的优先级高于 LD_LIBRARY_PATH.