`-rdynamic` 究竟做了啥，啥时候需要它？

Posted 2023-02-14

【中文标题】`-rdynamic` 究竟做了啥，啥时候需要它？

【英文标题】：What exactly does `-rdynamic` do and when exactly is it needed?`-rdynamic` 究竟做了什么，什么时候需要它？

【发布时间】：2016-08-10 02:13:34

【问题描述】：

-rdynamic（或链接器级别的--export-dynamic）究竟做了什么，它与-fvisibility* 标志或可见性pragmas 和__attribute__s 定义的符号可见性有何关系？

对于--export-dynamic、ld(1) 提及：

... 如果您使用“dlopen”加载需要返回的动态对象 到程序定义的符号，而不是其他一些动态的 对象，那么您可能需要 在链接程序本身时使用此选项。 ...

我不确定我是否完全理解这一点。您能否提供一个没有-rdynamic 的示例，但可以使用它？

编辑： 我实际上尝试编译了几个虚拟库（单个文件、多文件、各种 -O 级别、一些函数间调用、一些隐藏符号、一些可见），有和没有 -rdynamic，到目前为止我一直获得 byte-identical 输出（当然，在保持所有其他标志不变的情况下），这非常令人费解。

【参考方案1】：

这里有一个简单的示例项目来说明-rdynamic的使用。

bar.c

extern void foo(void);

void bar(void)

    foo();

ma​​in.c

#include <dlfcn.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

void foo(void)

    puts("Hello world");


int main(void)

    void * dlh = dlopen("./libbar.so", RTLD_NOW);
    if (!dlh) 
        fprintf(stderr, "%s\n", dlerror());
        exit(EXIT_FAILURE); 
    
    void (*bar)(void) = dlsym(dlh,"bar");
    if (!bar) 
        fprintf(stderr, "%s\n", dlerror());
        exit(EXIT_FAILURE); 
    
    bar();
    return 0;

生成文件

.PHONY: all clean test

LDEXTRAFLAGS ?=

all: prog

bar.o: bar.c
    gcc -c -Wall -fpic -o $@ $<

libbar.so: bar.o
    gcc -shared -o $@ $<

main.o: main.c
    gcc -c -Wall -o $@ $<

prog: main.o | libbar.so
    gcc $(LDEXTRAFLAGS) -o $@ $< -L. -lbar -ldl

clean:
    rm -f *.o *.so prog

test: prog
    ./$<

这里，bar.c 变成共享库 libbar.so 和 main.c 变成 dlopens libbar 并从该库调用 bar() 的程序。 bar() 调用foo()，它在bar.c 中是外部的，在main.c 中定义。

所以，没有-rdynamic：

$ make test
gcc -c -Wall -o main.o main.c
gcc -c -Wall -fpic -o bar.o bar.c
gcc -shared -o libbar.so bar.o
gcc  -o prog main.o -L. -lbar -ldl
./prog
./libbar.so: undefined symbol: foo
Makefile:23: recipe for target 'test' failed

还有-rdynamic:

$ make clean
rm -f *.o *.so prog
$ make test LDEXTRAFLAGS=-rdynamic
gcc -c -Wall -o main.o main.c
gcc -c -Wall -fpic -o bar.o bar.c
gcc -shared -o libbar.so bar.o
gcc -rdynamic -o prog main.o -L. -lbar -ldl
./prog
Hello world

【讨论】：

您的示例清楚地说明了联机帮助页的含义。非常感谢！

我想知道为什么 rdynamic 在可执行文件而不是共享对象上。根据这个答案：***.com/questions/50418941/…，这个答案的简明总结是：默认情况下，符号仅从共享库中导出。 -rdynamic 告诉链接器对可执行文件做同样的事情。

除了使用-rdynamic，还要检查你的构建系统没有添加-fvisibility=hidden选项！ （因为它会完全丢弃-rdynamic的效果）

很好的例子，但在 prog 编译期间-L. -lbar 不是必需的，是吗？它们仅对静态库链接是必需的。动态库由 LD_LIBRARY_PATH 找到。

我同意@ChanKim。 -L. -lbar 不是必需的，因为我们是手动 dlopen 库。它也应该可以正常工作，而无需修改 LD_LIBRARY_PATH，因为我们使用路径（"./libbar.so" 而不是 "libbar.so"）打开库，所以可以单独或原样保留 LD_LIBRARY_PATH。

【参考方案2】：

我使用 rdynamic 使用 Glibc 的 backtrace()/backtrace_symbols() 打印回溯。

没有-rdynamic，就无法获取函数名。

要了解有关backtrace() 的更多信息，请阅读here。

【讨论】：

更好的解决方案是使用可以访问调试信息的普通展开器。

@yugr 你能提供一些你所指的参考吗？

@f3xy 参见例如this Flameeyes 发布了向动态符号表添加额外符号的缺点。专用的展开器，如 libbacktrace 或 libunwind 可以通过使用程序的调试信息来符号化堆栈而无需开销。

@yugr 调试信息为可执行文件增加了更多的体积（想想带有小闪存分区的嵌入式系统），如果您要发布专有软件，可能不合适。 -rdynamic 已经添加了许多有助于对二进制文件进行逆向工程的信息。 -rdynamic 是一个不错的技巧：二进制文件仍然可以被剥离，但它会尊重这些符号，因为它们是动态的。

@Kaz "调试信息为可执行文件增加了更多的体积" - 基于 debuginfo 的展开器只需要 -gline-tables-only，它比完整的 -g debuginfo 小得多。 “带有小闪存分区的嵌入式系统” - 这种系统通常只打印地址（然后在主机上进行符号化）。 “如果您要发布专有软件，可能不合适” - 我不推荐任何专有软件在发布版本中打印符号化回溯，无论是使用 debuginfo 还是 -rdynamic。

【参考方案3】：

-rdynamic 导出可执行文件的符号，这主要解决了 Mike Kinghan 的回答中描述的场景，但它也有帮助，例如Glibc 的backtrace_symbols() 表示回溯。

这里是一个小实验（测试程序抄自here）

#include <execinfo.h>                                                                                                                                                                                                                                                           
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

/* Obtain a backtrace and print it to stdout. */
void
print_trace (void)

  void *array[10];
  size_t size;
  char **strings;
  size_t i;

  size = backtrace (array, 10);
  strings = backtrace_symbols (array, size);

  printf ("Obtained %zd stack frames.\n", size);

  for (i = 0; i < size; i++)
     printf ("%s\n", strings[i]);

  free (strings);


/* A dummy function to make the backtrace more interesting. */
void
dummy_function (void)

  print_trace (); 


int
main (void)

  dummy_function (); 
  return 0;

编译程序：gcc main.c并运行它，输出：

Obtained 5 stack frames.
./a.out() [0x4006ca]
./a.out() [0x400761]
./a.out() [0x40076d]
/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6(__libc_start_main+0xf0) [0x7f026597f830]
./a.out() [0x4005f9]

现在，用-rdynamic 编译，即gcc -rdynamic main.c，然后再次运行：

Obtained 5 stack frames.
./a.out(print_trace+0x28) [0x40094a]
./a.out(dummy_function+0x9) [0x4009e1]
./a.out(main+0x9) [0x4009ed]
/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6(__libc_start_main+0xf0) [0x7f85b23f2830]
./a.out(_start+0x29) [0x400879]

如您所见，我们现在得到了正确的堆栈跟踪！

现在，如果我们调查 ELF 的符号表条目 (readelf --dyn-syms a.out)：

没有-rdynamic

Symbol table '.dynsym' contains 9 entries:
   Num:    Value          Size Type    Bind   Vis      Ndx Name
     0: 0000000000000000     0 NOTYPE  LOCAL  DEFAULT  UND 
     1: 0000000000000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND free@GLIBC_2.2.5 (2)
     2: 0000000000000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND puts@GLIBC_2.2.5 (2)
     3: 0000000000000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND backtrace_symbols@GLIBC_2.2.5 (2)
     4: 0000000000000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND backtrace@GLIBC_2.2.5 (2)
     5: 0000000000000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND __stack_chk_fail@GLIBC_2.4 (3)
     6: 0000000000000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND printf@GLIBC_2.2.5 (2)
     7: 0000000000000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND __libc_start_main@GLIBC_2.2.5 (2)
     8: 0000000000000000     0 NOTYPE  WEAK   DEFAULT  UND __gmon_start__

有了-rdynamic，我们有更多的符号，包括可执行文件的：

Symbol table '.dynsym' contains 25 entries:
   Num:    Value          Size Type    Bind   Vis      Ndx Name
     0: 0000000000000000     0 NOTYPE  LOCAL  DEFAULT  UND 
     1: 0000000000000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND free@GLIBC_2.2.5 (2)
     2: 0000000000000000     0 NOTYPE  WEAK   DEFAULT  UND _ITM_deregisterTMCloneTab
     3: 0000000000000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND puts@GLIBC_2.2.5 (2)
     4: 0000000000000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND backtrace_symbols@GLIBC_2.2.5 (2)
     5: 0000000000000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND backtrace@GLIBC_2.2.5 (2)
     6: 0000000000000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND __stack_chk_fail@GLIBC_2.4 (3)
     7: 0000000000000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND printf@GLIBC_2.2.5 (2)
     8: 0000000000000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND __libc_start_main@GLIBC_2.2.5 (2)
     9: 0000000000000000     0 NOTYPE  WEAK   DEFAULT  UND __gmon_start__
    10: 0000000000000000     0 NOTYPE  WEAK   DEFAULT  UND _ITM_registerTMCloneTable
    11: 0000000000601060     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT   24 _edata
    12: 0000000000601050     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT   24 __data_start
    13: 0000000000601068     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT   25 _end
    14: 00000000004009d8    12 FUNC    GLOBAL DEFAULT   14 dummy_function
    15: 0000000000601050     0 NOTYPE  WEAK   DEFAULT   24 data_start
    16: 0000000000400a80     4 OBJECT  GLOBAL DEFAULT   16 _IO_stdin_used
    17: 0000000000400a00   101 FUNC    GLOBAL DEFAULT   14 __libc_csu_init
    18: 0000000000400850    42 FUNC    GLOBAL DEFAULT   14 _start
    19: 0000000000601060     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT   25 __bss_start
    20: 00000000004009e4    16 FUNC    GLOBAL DEFAULT   14 main
    21: 00000000004007a0     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT   11 _init
    22: 0000000000400a70     2 FUNC    GLOBAL DEFAULT   14 __libc_csu_fini
    23: 0000000000400a74     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT   15 _fini
    24: 0000000000400922   182 FUNC    GLOBAL DEFAULT   14 print_trace

希望对你有帮助！

【参考方案4】：

来自Linux 编程接口：

42.1.6

在主程序中访问符号

假设我们使用dlopen()动态加载一个共享库， 使用dlsym() 从中获取函数x() 的地址 库，然后调用x()。如果x()又调用了一个函数y()， 那么y() 通常会在其中一个共享库中找到 由程序加载。

有时，最好让x() 调用一个 在主程序中实现y()。 （这类似于 回调机制。）为了做到这一点，我们必须使 主程序中的（全局范围）符号可用于动态 链接器，通过使用 --export-dynamic 链接器链接程序 选项：

$ gcc -Wl,--export-dynamic main.c（加上更多选项和 论据）

等价的，我们可以这样写：

$ gcc -export-dynamic main.c

使用这些选项中的任何一个都允许动态加载的库 在主程序中访问全局符号。

gcc -rdynamic 选项和gcc -Wl,-E 选项更进一步

-Wl,--export-dynamic 的同义词。

我猜这仅适用于动态加载的共享库，以dlopen() 打开。如果我错了，请纠正我。

【讨论】：

它也适用于自动加载的所需动态库，无需使用 dlopen。在我的例子中，我创建了声明 extern 符号的动态库，该符号在依赖于该库的可执行文件中定义。如果我使用 rdynamic 构建可执行文件，则该符号对我使用的动态库可见。请注意，使用 rdynamic 有一个巨大的缺点 - 它也会导出其他所有内容。确保使用版本脚本，以便只导出所需的符号。否则性能会受到影响（包括符号数量和更糟糕的优化）。