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知乎有趣的网站,北京互联网公司开发的网站,网站建设需要的文案,wordpress responsive theme与ld.so #xff08;以 Alpine 为例#xff09;背景#xff1a;Alpine Linux 是一个基于 musl libc 和 busybox 构建的轻量级 Linux 发行版#xff0c;专注于安全性、资源效率和简洁性。它被广泛用于 Docker 容器、嵌入式系统和云计算环境。基本概念#xff1a;gcc 和 ld.…与ld.so 以 Alpine 为例背景Alpine Linux 是一个基于 musl libc 和 busybox 构建的轻量级 Linux 发行版专注于安全性、资源效率和简洁性。它被广泛用于 Docker 容器、嵌入式系统和云计算环境。基本概念gcc 和 ld.so 分别是什么ld.sodynamic linker/loader是程序运行时的动态链接器。gcc 在编译期决定程序如何被加载而 ld.so 在运行时执行加载。1. gccGNU Compiler Collection功能将 C/C 源代码编译成目标文件.o并调用链接器ld生成可执行文件。它本身不直接做动态链接但它会调用汇编器as调用链接器ld来自 binutils在链接时指定使用哪个 动态链接器dynamic linker示例当你运行 gcc main.c -o appgcc 实际上做了源码 .c↓预处理 (cpp) → #include, #define 展开↓编译 (cc1) → 生成汇编代码.s↓汇编 (as) → 生成目标文件.o↓链接 (ld) → 合并所有 .o 和库生成可执行文件2. ld.so / ld-musl-*动态链接器Dynamic Linker/Loader功能程序启动时由内核加载负责加载程序依赖的共享库如 libc.so, libpthread.so 等进行符号解析、重定位然后跳转到程序入口 _start 或 main⚠️ 注意ld.so 是 GNU glibc 中对动态链接器的称呼在 musl 中它叫 ld-musl-*但作用相同。一、动态链接编译期 vs 运行时gcc 默认进行动态链接阶段 参与者 职责编译/链接期 gcc ld链接器 将源码编译为可执行文件并在其中嵌入一个名为 .interp 的段用于指定运行时的动态链接器路径。运行期 内核 ld.so 内核加载程序读取 .interp 段然后加载并执行指定的动态链接器如 ld-musl-* 或 ld-linux-*。动态链接器负责加载所有依赖的共享库并启动程序。它们通过 动态链接 建立联系gcc hello.c -o hello预处理 编译gcc 把 hello.c 编译成目标文件 hello.o链接Linkinggcc 调用 ldGNU linker属于 binutils进行链接关键一步嵌入“解释器”路径INTERP segment链接器会在最终的 ELF 可执行文件中写入一个特殊的段.interp$ readelf -l hello | grep -A 2 INTERPINTERP 0x0000000000000318 0x0000000000000318 0x00000000000003180x000000000000001c 0x000000000000001c R 0x1[Requesting program interpreter: /lib/ld-musl-x86_64.so.1]内容是动态链接器的路径例如/lib/ld-musl-x86_64.so.1这个路径是在链接时由 gcc 使用的 specs 文件或 crt 对象文件决定的打印gcc spec gcc -dumpspecs运行时内核发现 .interp 后先加载 ld-musl再由它加载程序和 libcexecve(hello, ...)→ 内核读取 ELF 的 .interp: /lib/ld-musl-x86_64.so.1→ 先加载 ld-musl→ ld-musl 加载 libmusl.so即 libc 实现→ 解析符号完成重定位→ 跳转到 _start → main()✅ 所以gcc 编译时将 ld.so 的路径写入.interp 段告诉内核在运行时使用哪个动态链接器。二、静态链接无运行时依赖静态链接通过 -static 标志实现它将所有依赖库的代码直接复制到最终的可执行文件中。$ gcc --verbose -static hello.c -o hello#include ... search starts here:#include ... search starts here:/usr/includeEnd of search list....COLLECT_GCC_OPTIONS--verbose -static -mtunegeneric .../usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/11/cc1 -quiet -imultiarch x86_64-linux-gnu ...as ... -o /tmp/ccXXXXXX.o.../usr/bin/ld --hash-stylegnu --build-id --eh-frame-hdr -m elf_x86_64 \-static [... lots of .a files...] \-o hello-static# 只是 ld 多了一个 -static 参数表示要静态链接# 链接器加载了 libc.a, libgcc.a, crt*.o 等静态对象意味着所有需要的库代码包括 libc 中的 printf, malloc 等都被直接复制进最终的二进制文件中不再依赖外部 .so 文件没有 .interp 段不需要动态链接器参与启动过程此时程序结构更简单用户执行 ./hello→ 内核直接加载整个程序映像包含所有代码→ 直接跳转到入口点 _start → main()你可以通过以下命令验证一个程序是否为静态链接# 输出类似 statically linked 的信息file ./hello# 如果输出 not a dynamic executable则是静态链接ldd ./hello# 如果没有输出则表示没有 .interp 段readelf -l ./hello | grep INTERP三、Alpine (musl) vs. 主流发行版 (glibc)Alpine 的 gcc 是为 musl C特别配置的这与 Ubuntu/CentOS 等使用 glibc 的系统有本质区别。项目 Alpine Linux (musl) Ubuntu/CentOS (glibc)C 标准库 musl libc glibc动态链接器 /lib/ld-musl-*.so.1 /lib/ld-linux-*.so.2target triplet *-alpine-linux-musl *-pc-linux-gnu可移植性 musl 静态链接的程序通常具有更好的跨发行版可移植性。 glibc 静态链接的程序可能因依赖 NSS 等机制而无法在 Alpine 上运行。编译器名称通常:arch-vendor-os-abi-tool具体差异在哪里1. GCC 的 “target triplet” 和 “specs”spec file: /lib/gcc/x86_64-alpine-linux-musl/11.2.1/specs# Alpine 的 GCC 被编译为x86_64-alpine-linux-musl# 而不是常见的x86_64-pc-linux-gnu这意味着默认包含头文件路径指向 Alpine 特有的位置默认使用 musl-gcc 行为即使命令叫 gcc自动设置 .interp 为 /lib/ld-musl-x86_64.so.12. CRTC Runtime Startup对象不同使用 crt1.o, crti.o, crtn.o 来自 musl而非 glibc这些对象定义了 _start 符号和初始化流程3. 链接脚本和默认库不同默认链接 -lc 时链接的是 libc.a 或 libc.so 来自 musl不是 glibc不支持某些 glibc 特有的 symbol如 __stack_chk_fail_guard四、如何验证1. 查看 gcc 默认链接了什么Alpine (musl) 下的例子$ gcc -Wl,--verbose | grep SEARCH_DIR\|libc\.# 你会看到它搜索 musl 的库路径比如SEARCH_DIR(/usr/x86_64-alpine-linux-musl/lib)WSL2 Ubuntu (glibc) 下的例子$ gcc -Wl,--verboseSEARCH_DIR(/usr/local/lib/x86_64-linux-gnu); SEARCH_DIR(/lib/x86_64-linux-gnu); SEARCH_DIR(/usr/lib/x86_64-linux-gnu); SEARCH_DIR(/usr/lib/x86_64-linux-gnu64); SEARCH_DIR(/usr/local/lib64); SEARCH_DIR(/lib64); SEARCH_DIR(/usr/lib64); SEARCH_DIR(/usr/local/lib); SEARCH_DIR(/lib); SEARCH_DIR(/usr/lib); SEARCH_DIR(/usr/x86_64-linux-gnu/lib64); SEARCH_DIR(/usr/x86_64-linux-gnu/lib);attempt to open /usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/11/libc.so failedattempt to open /usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/11/libc.a failedattempt to open /usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/11/../../../x86_64-linux-gnu/libc.so succeededopened script file /usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/11/../../../x86_64-linux-gnu/libc.so/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/11/../../../x86_64-linux-gnu/libc.soopened script file /usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/11/../../../x86_64-linux-gnu/libc.soattempt to open /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 succeeded/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6/usr/bin/ld: ld-linux-x86-64.so.2 needed by /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/11/../../../x86_64-linux-gnu/Scrt1.o: in function _start:(.text0x1b): undefined reference to main/usr/bin/ld: link errors found, deleting executable a.outcollect2: error: ld returned 1 exit status2. 查看 gcc 目标架构$ gcc -v# 输出中会有类似Target: x86_64-alpine-linux-muslConfigured with: /path/to/configure --targetx86_64-alpine-linux-musl ...如果你想进一步探索什么是 ABIApplication Binary Interface使用 cross 和 none 工具链了解 newlib、glibc、musl 等 C 库