alpinedocker镜像中执行go语言的二进制文件的时候总是报文件找不到,查了一下发现是由于alpine中没有对应的glibc的动态链接库。ldd命令可以用于查看程序依赖的动态库。在制作自己的发行版时经常需要判断某条命令需要哪些共享库文件的支持,以确保指定的命令在独立的系统内可以可靠的运行。

ldd的作用是打印可执行档依赖的共享库文件。它是glibc的一部分,由Roland McGrathUlrich Drepper维护:

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$ ldd --version
ldd (GNU libc) 2.9
Copyright (C) 2008 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.
Written by Roland McGrath and Ulrich Drepper.

但是ldd本身不是一个程序,而仅是一个shell脚本:

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$ which ldd
/usr/bin/ldd
$ file /usr/bin/ldd 
/usr/bin/ldd: Bourne-Again shell script text executable

ldd命令其实是依靠设置一些环境变量而实现的(也就是说ldd的作用只是设置一些环境变量的值)如:LD_TRACE_LOADED_OBJECTS只要设置其值非空即可。

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$ export LD_TRACE_LOADED_OBJECTS=1
$ ls /usr
linux-gate.so.1 =>  (0xb7fac000)
librt.so.1 => /lib/tls/i686/cmov/librt.so.1 (0xb7f93000)
libselinux.so.1 => /lib/libselinux.so.1 (0xb7f79000)
libacl.so.1 => /lib/libacl.so.1 (0xb7f70000)
libc.so.6 => /lib/tls/i686/cmov/libc.so.6 (0xb7e0d000)
libpthread.so.0 => /lib/tls/i686/cmov/libpthread.so.0 (0xb7df4000)
/lib/ld-linux.so.2 (0xb7fad000)
libdl.so.2 => /lib/tls/i686/cmov/libdl.so.2 (0xb7df0000)
libattr.so.1 => /lib/libattr.so.1 (0xb7dea000)

撤销该环境变量,ls即又可以恢复正常使用:

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$ unset LD_TRACE_LOADED_OBJECTS
$ ls  /usr/
bin  games  include  lib  lib32  lib64  local  sbin  share  src  X11R6

更多的环境变量:

  • LD_TRACE_LOADED_OBJECTS
  • LD_WARN
  • LD_BIND_NOW
  • LD_LIBRARY_VERSION
  • LD_VERBOSE
  • LD_DEBUG

ldd默认开启的环境变量是:LD_TRACE_LOADED_OBJECTS=1 其他的变量(和值)分别对应一些选项:

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-d, --data-relocs -> LD_WARN=yes
-r, --function-relocs ->LD_WARN和LD_BIND_NOW=yes
-u, --unused -> LD_DEBUG="unused"
-v, --verbose -> LD_VERBOSE=yes

LD_TRACE_LOADED_OBJECTS为必要环境变量,其他视具体情况。

更为详细的命令选项(或者参看man、info):

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$ ldd --help
Usage: ldd [OPTION]... FILE...
--help              print this help and exit
--version           print version information and exit
-d, --data-relocs       process data relocations
-r, --function-relocs   process data and function relocations
-u, --unused            print unused direct dependencies
-v, --verbose           print all information
For bug reporting instructions, please see:
<http://www.gnu.org/software/libc/bugs.html>.

但是ldd命令的本质是执行了:/lib/ld-linux.so.* 我们可以从以上的内容中(ls /usr中)发现:/lib/ld-linux.so.2 (0xb7fad000)

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$ ls -l /lib/ld-linux.so.* 
lrwxrwxrwx 1 root root 9 2009-09-05 22:54 /lib/ld-linux.so.2 -> ld-2.9.so

刚编译后的文件可能是:/lib/ld.so。如果是libc5则是/lib/ld-linux.so.1, 而glibc2应该是/lib/ld-linux.so.2

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$ /lib/ld-linux.so.2  --list /bin/ls
linux-gate.so.1 =>  (0xb8050000)
librt.so.1 => /lib/tls/i686/cmov/librt.so.1 (0xb8037000)
libselinux.so.1 => /lib/libselinux.so.1 (0xb801d000)
libacl.so.1 => /lib/libacl.so.1 (0xb8014000)
libc.so.6 => /lib/tls/i686/cmov/libc.so.6 (0xb7eb1000)
libpthread.so.0 => /lib/tls/i686/cmov/libpthread.so.0 (0xb7e98000)
/lib/ld-linux.so.2 (0xb8051000)
libdl.so.2 => /lib/tls/i686/cmov/libdl.so.2 (0xb7e94000)
libattr.so.1 => /lib/libattr.so.1 (0xb7e8e000)

我们可以看到以上等同于ldd ls/lib/ld-linux.so.2还有其他一些选项:

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--verify 
--library-path PATH
--inhibit-rpath LIST

ldd可以获得的共享库文件,其实是通过读取ldconfig命令组建起来的文件(/etc/ld.so.cache)。

默认的共享库文件搜索/lib优先于/usr/lib,而且也只有这个2个目录。如果想要加入其他路径,则需要通过ldconfig命令配置相关文件。

一般ld-linux.so会按照以下顺序搜索共享库:

  1. DT_RPATH或DT_RUNPATH段
  2. 环境变量LD_LIBRARY_PATH
  3. /etc/ld.so.cache文件中的路径,但如果可执行程序在连接时候添加了-z nodeflib选项,则跳过。
  4. 默认路径/lib和/usr/lib,但如果添加了-z nodeflib,则跳过。

还有一些额外的环境变量可以参看man ld.so

原理

首先ldd不是一个可执行程序,而只是一个shell脚本

ldd能够显示可执行模块的dependency,其原理是通过设置一系列的环境变量,如下:LD_TRACE_LOADED_OBJECTS、LD_WARN、LD_BIND_NOW、LD_LIBRARY_VERSION、LD_VERBOSE等。当LD_TRACE_LOADED_OBJECTS环境变量不为空时,任何可执行程序在运行时,它都会只显示模块的dependency,而程序并不真正执行。要不你可以在shell终端测试一下,如下:

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export LD_TRACE_LOADED_OBJECTS=1

再执行任何的程序,如ls等,看看程序的运行结果。

ldd显示可执行模块的dependency的工作原理,其实质是通过ld-linux.so(elf动态库的装载器)来实现的。我们知道,ld-linux.so模块会先于executable模块程序工作,并获得控制权,因此当上述的那些环境变量被设置时,ld-linux.so选择了显示可执行模块的dependency。

实际上可以直接执行ld-linux.so模块,如:/lib/ld-linux.so.2 --list program(这相当于ldd program)

更为详细的内容:

  1. man ldd
  2. man ldconfig
  3. man ld.so

可以参见的文章:

  1. Linux 动态库剖析
  2. 剖析共享程序库
  3. ldd命令的原理与使用方法

参考文献