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gold 和 GNU ld 行為差異造成的問題

原因

ToolChain/DSOLinking - Debian Wiki 介紹得很清楚, 主要的差異是處理 DT_NEEDED section 的行為不同。

對 program A 和 shared lib B 和 C 來說, 假設相依性如下:

  • A 用到 B 和 C
  • B 用到 C

照理說 link 的設定要如實反應出相依性。若 link 的設定如下:

  • A: link B
  • B: link C

linker 是 GNU ld (BFD-based linker) 的時候會成功, 但用 gold 的時候會失敗。原因是 linker 會在目標的 DT_NEEDED section 記錄用到的 shared lib, 然後 GNU ld 預設會將 DT_NEEDED section 的值一併「往上傳」。所以 A link B 的時候不只會在 DT_NEEDED section 加上 B 的記錄, 還會取得 B 的 DT_NEEDED section 內的值, 所以沒寫 link C 也會有 C 的記錄。

這造成一個問題: 日後 B 沒有用到 C 的時候, 會因為升級 B 而造成 A 的 link error, 錯誤原因是沒有 link C。

解法是用 GNU ld link 時也要下 --no-add-needed 避免自動取用 shared lib 內的 DT_NEEDED section 的內容。這樣開發的時候才會注意到漏加 shared lib。

這種情況容易發生嗎? 就我個人的經驗來說, 比我預期的容易。比方說寫 GTK+ 也會用到 glib, 但 GTK+ 自己也有用 glib, 所以 GTK+ 的 DT_NEEDED section 有含 glib, 然後自己就忘了加。若用 GNU ld link, 沒加 glib 也會成功。或是很多 lib 用到 pthread, 自己也用到或加入的 static lib 間接用到, 然後忘了 link pthread。

改用 gold 為預設 linker

gold link 的行為不但比較正確,速度比較快也比較省記憶體。可以的話, 改用 gold 作為系統預設 linker 比較省事。Mac OS X 已經用 gold 了, Ubuntu 12.04 要另裝 binutils-gold:

$ sudo apt-get install binutils-gold

然後檢查看看:

$ ls -l /usr/bin/ld
lrwxrwxrwx 1 root root 7 Apr  2 00:05 /usr/bin/ld -> ld.gold*

安裝前會是連到 GNU ld, 像這樣:

$ ls -l /usr/bin/ld
lrwxrwxrwx 1 root root 7 Apr  2 00:02 /usr/bin/ld -> ld.bfd*

若沒有成功, 可能要用 update-alternatives 切換預設 linker (Ubuntu 14.04 好像需要), 詳見這裡

其它

1. GNU ld 預設會加入所有指定要 link 的 shared lib 到 DT_NEEDED section, 即使沒有用到那些 lib 也一樣。若希望只加入用到的 lib, 要加上參數 --as-needed

2. 可以用 ldd 列出 executable 或 shared lib 相依的 lib, 像這樣:

$ ldd /bin/ls
        linux-vdso.so.1 =>  (0x00007fffe2351000)
        libselinux.so.1 => /lib/x86_64-linux-gnu/libselinux.so.1 (0x00007ff642698000)
        librt.so.1 => /lib/x86_64-linux-gnu/librt.so.1 (0x00007ff642490000)
        libacl.so.1 => /lib/x86_64-linux-gnu/libacl.so.1 (0x00007ff642287000)
        libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007ff641ec8000)
        libdl.so.2 => /lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so.2 (0x00007ff641cc4000)
        /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007ff6428ce000)
        libpthread.so.0 => /lib/x86_64-linux-gnu/libpthread.so.0 (0x00007ff641aa6000)

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