【问题标题】:Seg fault when app & shared lib built with -static-libstdc++使用 -static-libstdc++ 构建应用程序和共享库时出现 Seg 错误
【发布时间】:2016-02-27 17:04:11
【问题描述】:

如果我使用 -static-libstdc++ 构建一个 C++ 应用程序,该应用程序加载一个共享库(通过 dlopen),该库也是使用 -static-libstdc++ 构建的,那么在 dlopen 期间应用程序段会出错。

但是——这只发生在某些设置中:

  • GCC 4.7.4,32 位:通过
  • GCC 4.8.3,32 位:通过
  • GCC 4.8.4,64 位:通过
  • GCC 4.9.2,64 位:通过
  • GCC 4.9.3,32 位:失败(除非指定了 RTLD_DEEPBIND
  • GCC 4.9.3,64 位:通过

调查结果:

  • 如果在为共享库或应用程序构建时不使用-static-libstdc++,它可以工作。
  • 如果 (RTLD_LAZY | RTLD_DEEPBIND) 被传递给 dlopen,它就可以工作。所以我怀疑这个问题与应用程序和.so之间的符号混淆/重复有关。
  • 有趣的是,如果我让代码首先使用 (RTLD_LAZY | RTLD_DEEPBIND) 加载 .so,然后关闭它并仅使用 RTLD_LAZY 重新加载,它也可以工作。

复制步骤

代码:

functions.cpp

extern "C"
{

  int ExportedFunction1()
  {
    std::cout << "\n---\n" << __FUNCTION__ << "\n---\n" << std::endl;
    return(0);
  }

}

main.cpp

#include <iostream>
#include <dlfcn.h>

int main(int argc, char * argv[])
{
  void * ph(NULL);

  if(argc == 2 && argv[1][0] == '1')
  {
     std::cout << "Calling dlopen with flags RTLD_LAZY | RTLD_DEEPBIND..." << std::flush;
     ph = dlopen("./libfunctions.so", RTLD_LAZY | RTLD_DEEPBIND);
     std::cout << "done.  Result: " << ph << std::endl;
     if(ph)
        dlclose(ph);
  }

  std::cout << "Calling dlopen with flags RTLD_LAZY..." << std::flush;
  ph = dlopen("./libfunctions.so", RTLD_LAZY);
  std::cout << "done.  Result: " << ph << std::endl;
  if(ph)
       dlclose(ph);

  return 0;
}

构建

$ g++ -m32 -g -fPIC -c functions.cpp -o functions.o
$ g++ -m32 -g -fPIC -shared -Wl,-soname,libfunctions.so -static-libgcc -static-libstdc++ functions.o -o libfunctions.so
$ g++ -m32 -g -fPIC -static-libgcc -static-libstdc++ main.cpp -l dl -o main

运行

$ ./main 
Calling dlopen with flags RTLD_LAZY...Segmentation fault (core dumped)

回溯

$ gdb -c ./core ./main
GNU gdb (GDB) 7.9.1
Copyright (C) 2015 Free Software Foundation, Inc.
License GPLv3+: GNU GPL version 3 or later <http://gnu.org/licenses/gpl.html>
This is free software: you are free to change and redistribute it.
There is NO WARRANTY, to the extent permitted by law.  Type "show copying"
and "show warranty" for details.
This GDB was configured as "i686-linux".
Type "show configuration" for configuration details.
For bug reporting instructions, please see:
<http://www.gnu.org/software/gdb/bugs/>.
Find the GDB manual and other documentation resources online at:
<http://www.gnu.org/software/gdb/documentation/>.
For help, type "help".
Type "apropos word" to search for commands related to "word"...
Reading symbols from ./main...done.
[New LWP 19846]

warning: Could not load shared library symbols for linux-gate.so.1.
Do you need "set solib-search-path" or "set sysroot"?
Core was generated by `./main'.
Program terminated with signal SIGSEGV, Segmentation fault.
#0  __atomic_add_single (__val=1, __mem=0x0)
    at /home/test/dev/3rdParty/gcc/build/i686-pc-linux-gnu/libstdc++-v3/include/ext/atomicity.h:74
74    { *__mem += __val; }
(gdb) bt
#0  __atomic_add_single (__val=1, __mem=0x0)
    at /home/test/dev/3rdParty/gcc/build/i686-pc-linux-gnu/libstdc++-v3/include/ext/atomicity.h:74
#1  __atomic_add_dispatch (__val=1, __mem=0x0)
    at /home/test/dev/3rdParty/gcc/build/i686-pc-linux-gnu/libstdc++-v3/include/ext/atomicity.h:98
#2  _M_add_reference (this=0x0)
    at /home/test/dev/3rdParty/gcc/build/i686-pc-linux-gnu/libstdc++-v3/include/bits/locale_classes.h:510
#3  std::locale::locale (this=0xb74f7ffc <__gnu_internal::buf_cout_sync+28>)
    at /home/test/dev/3rdParty/gcc/gcc-4.9.3/libstdc++-v3/src/c++98/locale_init.cc:223
#4  0xb746f559 in basic_streambuf (this=<optimized out>)
    at /home/test/dev/3rdParty/gcc/build/i686-pc-linux-gnu/libstdc++-v3/include/streambuf:466
#5  stdio_sync_filebuf (__f=0xb76a2a20 <_IO_2_1_stdout_>, this=<optimized out>)
    at /home/test/dev/3rdParty/gcc/build/i686-pc-linux-gnu/libstdc++-v3/include/ext/stdio_sync_filebuf.h:77
#6  std::ios_base::Init::Init (this=0xb74f7a01 <std::__ioinit>)
    at /home/test/dev/3rdParty/gcc/gcc-4.9.3/libstdc++-v3/src/c++98/ios_init.cc:85
#7  0xb7469419 in __static_initialization_and_destruction_0 (__initialize_p=1, __priority=65535)
    at /home/test/dev/3rdParty/build_toolchain/include/c++/4.9.3/iostream:74
#8  0xb7469456 in _GLOBAL__sub_I_functions.cpp(void) () at functions.cpp:12
#9  0xb772c25e in ?? () from /lib/ld-linux.so.2
#10 0xb772c35a in ?? () from /lib/ld-linux.so.2
#11 0xb7730622 in ?? () from /lib/ld-linux.so.2
#12 0xb772c117 in ?? () from /lib/ld-linux.so.2
#13 0xb772fdf4 in ?? () from /lib/ld-linux.so.2
#14 0xb76edcae in ?? () from /lib/libdl.so.2
#15 0xb772c117 in ?? () from /lib/ld-linux.so.2
#16 0xb76ee3b6 in ?? () from /lib/libdl.so.2
#17 0xb76edd61 in dlopen () from /lib/libdl.so.2
#18 0x0804e102 in main (argc=1, argv=0xbfadc254) at main.cpp:18

这对我来说很奇怪,这似乎只在某些版本的 GCC 中失败,并且仅适用于 32 位。我还没有尝试过 GCC 5。

感谢您的想法/建议。

【问题讨论】:

    标签: c++ linux gcc shared-libraries libstdc++


    【解决方案1】:

    如果在为共享库或应用程序构建时不使用 -static-libstdc++,它可以工作。

    一般来说,您应该要么避免使用-static-libstdc++隐藏其所有符号以避免此类问题。

    所以我怀疑问题与应用程序和 .so 之间的符号混淆/重复有关。

    正确。特别是,问题在于某些符号是重复的,而另一些则不是。出于这个原因,我们不得不 disable STB_GNU_UNIQUE 符号。

    如果我让代码先使用 (RTLD_LAZY | RTLD_DEEPBIND) 加载 .so,然后关闭它并仅使用 RTLD_LAZY 重新加载,它也可以工作。

    那是因为dlclose 如果您使用它,实际上并没有卸载该库。来自man dlclose

    The function dlclose() decrements the reference count on the dynamic
    library handle handle.  If the reference count drops to zero and no
    other loaded libraries use symbols in it, then the dynamic library
    is unloaded.
    

    您应该能够通过在 dlclose 之后停止 GDB 中的程序并查看它的 /proc/$PID/maps 来验证是否是这种情况——您很可能会发现 libfunctions.so 仍然存在于内存中.

    【讨论】:

    • 所有好信息。一些后续问题:(1)鉴于这是重复符号的问题,为什么它在某些版本的 GCC 和相同版本的 GCC 但使用 64 位构建时可以正常工作? (2) 由于示例程序实际上并没有对加载的库做任何事情(只是调用 dlopen 然后 dlclose),我想知道为什么它不会被卸载; (3) 有没有一种简单的方法可以隐藏所有 libstdc++ 的符号?
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