使用gold vs ld链接器时使用的来自glibc/pthreads的不同符号

Question

我有一个简单的测试程序调用pthread_cond_broadcast。

当与ld 链接器链接时，会显示：

案例一：

$ nm ld-test  | grep cond_broadcast
U pthread_cond_broadcast@@GLIBC_2.3.2

当与gold 链接器链接时，它显示：

案例 2：

 $ nm gold-test  | grep cond_broadcast
 U pthread_cond_broadcast

pthread/libc 包含几个具有不同版本符号的 pthread_cond_broadcast 符号，大概是因为 ABI 已更改。

$ nm  /lib64/libc.so.6  |grep cond_broadca
00000036b84f7d30 t __pthread_cond_broadcast
00000036b85278f0 t __pthread_cond_broadcast_2_0
00000036b84f7d30 T pthread_cond_broadcast@@GLIBC_2.3.2
00000036b85278f0 T pthread_cond_broadcast@GLIBC_2.2.5
$ nm  /lib64/libpthread.so.0  |grep cond_broadcast
00000036b880bee0 t __pthread_cond_broadcast
00000036b880c250 t __pthread_cond_broadcast_2_0
00000036b880bee0 T pthread_cond_broadcast@@GLIBC_2.3.2
00000036b880c250 T pthread_cond_broadcast@GLIBC_2.2.5

所以问题是：

1. 为什么gold 和旧的/正常的ld 之间的行为不同。
2. 当二进制文件链接到未版本化的pthread_cond_broadcast 符号时，在情况 2 中运行时使用了哪个 pthread_cond_broadcast 符号。 pthread_cond_broadcast 的最新实现？最古老的？

这是使用 gcc 4.9.2 和 binutils 2.24 中的 gold/ld 链接器（作为 Red Hat 的 devtoolset-3 的一部分。）

Answer 1

首先澄清一下：ELF 文件通常有两个符号表。有一个“胖”或“完整”包含所有内部符号（通常在一个名为 .symtab 类型为 SHT_SYMTAB 的部分中），还有一个“瘦”只包含运行时详细信息（通常在一个名为.dynsym 类型为 SHT_DYNSYM)。 nm 仅解析第一个，因此它通常不是运行时行为的良好指标。您想改用 readelf -s 并查看 .dynsym 表以了解运行时真正重要的内容。

(1) 我不知道为什么在使用黄金时调试符号表不包括完整的符号版本。对我来说似乎是一个错误。

(2) 查看运行时符号表后，您的答案会自行出现：pthread_cond_broadcast@GLIBC_2.3.2 将被使用。

(2a) 至于该符号将从哪个 库 加载，这完全取决于 ELF 的链接方式及其运行时环境。让我们忽略所有可能性并关注常见的可能性：如果您与 -lpthread 链接，则将使用 libpthread.so 中的版本。如果没有，则使用 libc.so 中的版本。

(2b) 为什么一个库有多个版本（例如libc.so 有pthread_cond_broadcast@@GLIBC_2.2.5 和pthread_cond_broadcast@@GLIBC_2.3.2）？你猜对了，它是为了向后兼容。在过去的某个时候，ABI 发生了变化，因此他们没有破坏所有现有的应用程序，而是更新了版本。所有与旧 glibc 版本链接的程序都将使用旧符号版本，而新程序将使用新符号。作为一项政策，glibc 将最新的符号版本公开为默认版本，因此当您使用pthread_cond_broadcast 时，您将链接到pthread_cond_broadcast@@GLIBC_2.3.2 版本。这纯粹是大多数人都使用的约定……尽管技术上可以将其中任何一个公开为默认版本。

(2c) 为什么 libc.so 和 libpthread.so 中都存在符号？这允许库支持多线程环境，而不会在单线程环境中受到惩罚，或者不必编写两个不同的库，例如一个名为 libfoo.so，一个名为 libfoo_thread.so。 libc.so 中的符号是虚拟符号——它们总是返回“成功”。因此，如果您的主程序不是多线程的，则 libfoo.so 中的所有调用都将被删除。但是如果您的主程序是多线程的（即针对-lpthread 的链接），那么这些符号将被透明地自动路由到libpthread.so，并且libfoo.so 中的所有调用都将DTRT（即获取互斥锁/等...）。