C语言 Linux中 LD_PRELOAD 环境变量

1、LD_PRELOAD

LD_PRELOAD 环境变量可以让用户在程序运行时加载额外的共享库，并且这些库会在默认的系统库之前加载。也就是可以使用 LD_PRELOAD 来替换或“覆盖”程序中使用的标准库函数，而无需修改源代码或重新编译程序。

2、LD_PRELOAD的使用

LD_PRELOAD 环境变量通常用于动态链接库替换或调试。如可以通过设置 LD_PRELOAD 来强制程序使用自定义实现的函数，而不是系统默认的函数。若有一个共享库 libcustom.so，并且想要在运行程序时强制它使用这个库中的函数来替代标准的系统库函数。可以通过以下方式设置 LD_PRELOAD：

export LD_PRELOAD=/path/to/libcustom.so 
./your_program

命令会使得 your_program 在启动时加载 libcustom.so，并且该库中的函数会覆盖标准系统库中的相应函数。

3、常见的用途

LD_PRELOAD 是一种强大的技巧，可以在程序运行时加载自定义共享库，进而替换掉程序默认使用的库函数。这项技术广泛应用于调试、性能优化和动态修改程序行为。然而，使用时需要非常小心，尤其是在多线程和复杂程序中，因为替换标准函数可能会导致未定义的行为或不可预期的结果。

1）函数替换

如想在程序中替换某个函数的行为，可以通过 LD_PRELOAD 来实现。若希望程序使用自定义的 malloc 函数，而不是系统提供的 malloc，则可以创建一个自定义的 malloc 函数，并将其放入一个共享库中，然后使用 LD_PRELOAD 来覆盖原始的 malloc 函数。

实现一个自定义的 malloc，并将其放入一个共享库中：

// custom_malloc.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

void *malloc(size_t size) {
    printf("Custom malloc called with size: %zu\n", size);
    return malloc(size);  // 实际调用标准的 malloc
}

编译为共享库：

gcc -shared -fPIC -o libcustom.so custom_malloc.c

然后使用 LD_PRELOAD 让程序使用你自定义的 malloc：

export LD_PRELOAD=./libcustom.so
./your_program

2）调试和分析

LD_PRELOAD 可用于调试程序或分析特定的函数调用。如可以用它来记录程序的系统调用或跟踪函数执行的情况，或在程序执行期间插入日志记录等调试信息。

3）性能优化

LD_PRELOAD 还可以用来插入一些性能优化代码。如某些情况下你可以替换掉标准库中的低效实现，并用更加高效的实现来替代。