使用 GNU_HASH 改進 ELF 效能

在 Linux 上執行程式效能會不好，很多時候都是因為程式動態連結 Library 的效能不彰，過去 Redhat 曾經就使用了 prelink 來修改 ELF 檔的標頭，使 ELF 能以最直接最快的途徑直接動態連結正確的 Library。同樣道理，GNU_HASH可以使 ELF 提升 50% 以上的執行效能，也是運用這樣的原理。

我們要如何知道 ELF 是否有用GNU_HASH，可以運用 readelf 指令來讀取 ELF 的 Section：

[root@localhost bin]# readelf -S Xorg
There are 39 section headers, starting at offset 0x6ab66c:

Section Headers:
[Nr] Name              Type            Addr     Off    Size   ES Flg Lk Inf Al
[ 0]                   NULL            00000000 000000 000000 00      0   0  0
[ 1] .interp           PROGBITS        08048134 000134 000013 00   A  0   0  1
[ 2] .note.ABI-tag     NOTE            08048148 000148 000020 00   A  0   0  4
[ 3] .gnu.hash         GNU_HASH        08048168 000168 006238 04   A  4   0  4
[ 4] .dynsym           DYNSYM          0804e3a0 0063a0 00da40 10   A  5   1  4
[ 5] .dynstr           STRTAB          0805bde0 013de0 00d9d2 00   A  0   0  1
[ 6] .gnu.version      VERSYM          080697b2 0217b2 001b48 02   A  4   0  2
[ 7] .gnu.version_r    VERNEED         0806b2fc 0232fc 0000e0 00   A  5   4  4
[ 8] .rel.dyn          REL             0806b3dc 0233dc 001410 08   A  4   0  4
[ 9] .rel.plt          REL             0806c7ec 0247ec 0009b8 08   A  4  11  4
[10] .init             PROGBITS        0806d1a4 0251a4 000017 00  AX  0   0  4
[11] .plt              PROGBITS        0806d1bc 0251bc 001380 04  AX  0   0  4
[12] .text             PROGBITS        0806e540 026540 136898 00  AX  0   0 16
[13] .fini             PROGBITS        081a4dd8 15cdd8 00001c 00  AX  0   0  4
[14] .rodata           PROGBITS        081a4e00 15ce00 01a6f4 00   A  0   0 32
[15] .eh_frame_hdr     PROGBITS        081bf4f4 1774f4 000014 00   A  0   0  4
[16] .eh_frame         PROGBITS        081bf508 177508 00003c 00   A  0   0  4
[17] .ctors            PROGBITS        081c0544 177544 000008 00  WA  0   0  4
[18] .dtors            PROGBITS        081c054c 17754c 000008 00  WA  0   0  4
[19] .jcr              PROGBITS        081c0554 177554 000004 00  WA  0   0  4
[20] .data.rel.ro      PROGBITS        081c0560 177560 000328 00  WA  0   0 32
[21] .dynamic          DYNAMIC         081c0888 177888 000118 08  WA  5   0  4
[22] .got              PROGBITS        081c09a0 1779a0 000a00 04  WA  0   0  4
[23] .got.plt          PROGBITS        081c13a0 1783a0 0004e8 04  WA  0   0  4
[24] .data             PROGBITS        081c18a0 1788a0 00b738 00  WA  0   0 32
[25] .bss              NOBITS          081ccfe0 183fd8 00fefc 00  WA  0   0 32
[26] .comment          PROGBITS        00000000 183fd8 003308 00      0   0  1
[27] .debug_aranges    PROGBITS        00000000 1872e0 002160 00      0   0  1
[28] .debug_pubnames   PROGBITS        00000000 189440 0125c3 00      0   0  1
[29] .debug_info       PROGBITS        00000000 19ba03 35fdb5 00      0   0  1
[30] .debug_abbrev     PROGBITS        00000000 4fb7b8 02e3a8 00      0   0  1
[31] .debug_line       PROGBITS        00000000 529b60 04b738 00      0   0  1
[32] .debug_frame      PROGBITS        00000000 575298 01da78 00      0   0  4
[33] .debug_str        PROGBITS        00000000 592d10 02cc9f 01  MS  0   0  1
[34] .debug_loc        PROGBITS        00000000 5bf9af 0de419 00      0   0  1
[35] .debug_ranges     PROGBITS        00000000 69ddc8 00d738 00      0   0  1
[36] .shstrtab         STRTAB          00000000 6ab500 00016c 00      0   0  1
[37] .symtab           SYMTAB          00000000 6abc84 019090 10     38 2918  4
[38] .strtab           STRTAB          00000000 6c4d14 01807f 00      0   0  1

其中 GNU_HASH 的區段已經用反白粗體標起來，如果沒有使用 GNU_HASH，.gnu.hash的部分將會顯示 .hash。如果我們要使用GNU_HASH來增加程式的效能，在編譯時可以附加選項 --hash-style=gnu 。

GNU_HASH可以提供和 sysv hash 相同的功能，卻可以有更佳的動態連結效能，GNU_HASH已經被 Fedora Core 6 全面應用在系統之中，有興趣的人可以參考測試其實作。