rr调试器与Address Sanitizer的兼容性问题分析

在使用rr调试器记录带有Address Sanitizer(ASan)的单元测试时，开发者可能会遇到一个常见问题：ASan运行时库未正确加载导致的执行失败。本文将深入分析这个问题的成因，并提供有效的解决方案。

问题现象

当尝试使用rr记录一个编译时链接了ASan的测试程序时，会出现如下错误提示：

ASan runtime does not come first in initial library list; you should either link runtime to your application or manually preload it with LD_PRELOAD.

尽管通过ldd命令确认ASan运行时库已正确链接到二进制文件中，rr仍然无法正常记录程序执行。

问题根源

这个问题源于ASan运行时库的加载顺序要求。ASan需要在程序启动时第一个被加载的库，以便它能够正确地拦截内存操作。然而，rr调试器在记录程序执行时，会先加载自身的预加载库(librrpreload.so)，这破坏了ASan的加载顺序要求。

解决方案

有两种主要方法可以解决这个问题：

1. 禁用ASan加载顺序验证
   通过设置环境变量ASAN_OPTIONS=verify_asan_link_order=0，可以告诉ASan跳过加载顺序检查：

   ASAN_OPTIONS=verify_asan_link_order=0 rr record ./your_program
   

2. 静态链接ASan运行时
   在编译时使用-static-libasan选项将ASan运行时静态链接到程序中：

   clang++ -g -fsanitize=address -static-libasan -fno-omit-frame-pointer your_program.cpp -o your_program
   

最佳实践建议

1. 对于开发环境，推荐使用第一种方法，因为它简单且不需要重新编译程序。

2. 对于生产环境或需要长期保存的测试用例，考虑使用第二种方法，因为它不依赖环境变量设置。

3. 如果问题仍然存在，可以尝试同时使用两种方法：

   ASAN_OPTIONS=verify_asan_link_order=0 rr record ./your_program
   

技术背景

rr调试器通过预加载库(librrpreload.so)来实现对程序执行的记录和控制。这种设计虽然高效，但会干扰一些需要特定加载顺序的工具，如ASan。理解这一点有助于开发者更好地处理类似的兼容性问题。

通过以上分析和解决方案，开发者可以顺利地在rr调试器中记录和分析使用ASan的程序，提高内存错误调试的效率。