ld.gold使用指南

2024-04-25 10:18:27

一、背景

gcc将源码编译为.o，然后linker将.o连接为.so或者可执行程序，linker可以使用ld.bfd、ld.gold或者lld。

ld.bfd在binutils软件包中，是最常用的linker；ld.gold也在binutils软件包中，速度比ld.bfd快不少，但是内核以及其他一些项目不支持；lld是llvm的linker，据说比ld.gold更快，但是没怎么了解过，本文不讨论lld。

二、启用ld.gold

ubuntu上，可以sudo apt-get install binutils-gold安装ld.gold；如果是自己编译工具链，那么gcc和binutils进行configure时，都需要指定--enable-gold。

使用gcc时，需要指定参数-fuse-ld=gold。

如果想调试，确认使用的连接器是哪个，可以使用gcc参数-print-prog-name=ld。

三、dt-needed的问题

假设可执行程序exe1使用了so1和so2中的函数，so1使用了so2的函数。编译so1时，肯定需要指定-lso2；编译exe1时，肯定需要指定-lso1，但是exe1间接依赖了so2，是否需要指定-lso2呢？

ld.bfd在低于2.22版本时，可以不指定，不会报错，但是存在风险。假设哪一天，so1对外接口不变，但是不再使用so2中的函数了，也不添加-lso2。那么exe1编译时又没写-lso2，会出现编译问题以及运行问题。

ld.bfd高于2.22版本时，默认需要指定-lso2，否则会报错。但是也可以添加--copy-dt-needed-entries参数，来避免报错，这种方式不推荐。

ld.gold，不支持--copy-dt-needed-entries参数，必须指定-lso2。

四、hash table的问题

切换ld.gold后，遇到了一个问题。dlopen某个很大的.so时，ld.bfd只需要0.3s左右，ld.gold需要1s左右，性能不满足要求。

经过各种排查，最后readelf -S 看到，使用ld.gold编译出来的.so，缺少了一个.gnu.hash段，也就是DT_GNU_HASH。

参考文献2 中可以看到，解析符号的字符串时，有两种hash方式，sysv和gnu，gnu要比sysv快50%左右。所以，添加gcc参数-Wl,--hash-style=gnu或者-Wl,--hash-style=both来启用gnu hash。

五、结论

使用ld.gold，单纯看连接时间的话，确实减少了很多。但是连接时间在整体编译中，占的比例并不高，所以整体编译大概节约了5%左右。

使用ld.gold，即使使用了gnu hash，.so的载入还是会慢一些，大约慢4%左右。

以上数据仅供参考，具体项目需要自行测试。

参考文献

1、UnderstandingDSOLinkChange：http://fedoraproject.org/wiki/UnderstandingDSOLinkChange

2、ELF: better symbol lookup via DT_GNU_HASH：https://flapenguin.me/2017/05/10/elf-lookup-dt-gnu-hash/

3、binutils-2.22: ld and --copy-dt-needed-entries：https://lists.freebsd.org/pipermail/freebsd-current/2011-December/030114.html

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