如何链接到特定的glibc版本？

Question

如何链接到特定的glibc版本？

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当我在我的Ubuntu Lucid 10.04 PC上编译某些代码时，它将与glibc链接。Lucid使用的是glibc的2.11版本。当我在另一台安装了较旧glibc的PC上运行此二进制文件时，命令失败并显示找不到glibc 2.11...

据我所知，glibc使用符号版本控制。我能否强制gcc链接到特定的符号版本？

在我的具体用例中，我尝试为ARM编译gcc交叉工具链。

- falstaff

108

啊，这是那种特别恼人的 Linux 问题，常常得到的解决方案是“你不应该那样做”，当然这意味着“它不起作用，而且没有人修复它”。 - Timmmm

18

人们抱怨Windows上的“DLL地狱”。我记得Linux的一些爱好者试图将这视为Windows世界中特别可怕的例子。十多年前，当我在Linux开发中遇到这个问题时，我只是把脸埋在手里。 - 0xC0000022L

两个最容易实现的答案可能是：wheybags/glibc_version_header 仓库和 zig cc。 - undefined

7个回答

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安装步骤1：编译自己的glibc，不需要专用的GCC并使用它

由于仅使用符号版本管理技巧似乎不可能实现，因此让我们更进一步，自己编译glibc。

这种设置可能有效，并且非常快速，因为它不重新编译整个GCC工具链，只编译glibc。

但是，它不可靠，因为它使用主机C运行时对象，例如crt1.o，crti.o和crtn.o，由glibc提供。请参见：https://sourceware.org/glibc/wiki/Testing/Builds?action=recall&rev=21#Compile_against_glibc_in_an_installed_location 这些对象进行早期设置，glibc依赖于它们，因此如果事情以奇妙而微妙的方式崩溃，我不会感到惊讶。

有关更可靠的设置，请参阅下面的设置2。

构建glibc并在本地安装：

export glibc_install="$(pwd)/glibc/build/install"

git clone git://sourceware.org/git/glibc.git
cd glibc
git checkout glibc-2.28
mkdir build
cd build
../configure --prefix "$glibc_install"
make -j `nproc`
make install -j `nproc`

步骤1：验证构建

test_glibc.c

#define _GNU_SOURCE
#include <assert.h>
#include <gnu/libc-version.h>
#include <stdatomic.h>
#include <stdio.h>
#include <threads.h>

atomic_int acnt;
int cnt;

int f(void* thr_data) {
    for(int n = 0; n < 1000; ++n) {
        ++cnt;
        ++acnt;
    }
    return 0;
}

int main(int argc, char **argv) {
    /* Basic library version check. */
    printf("gnu_get_libc_version() = %s\n", gnu_get_libc_version());

    /* Exercise thrd_create from -pthread,
     * which is not present in glibc 2.27 in Ubuntu 18.04.
     * https://dev59.com/rXVD5IYBdhLWcg3wL4mM#52453291 */
    thrd_t thr[10];
    for(int n = 0; n < 10; ++n)
        thrd_create(&thr[n], f, NULL);
    for(int n = 0; n < 10; ++n)
        thrd_join(thr[n], NULL);
    printf("The atomic counter is %u\n", acnt);
    printf("The non-atomic counter is %u\n", cnt);
}

使用test_glibc.sh编译并运行：

#!/usr/bin/env bash
set -eux
gcc \
  -L "${glibc_install}/lib" \
  -I "${glibc_install}/include" \
  -Wl,--rpath="${glibc_install}/lib" \
  -Wl,--dynamic-linker="${glibc_install}/lib/ld-linux-x86-64.so.2" \
  -std=c11 \
  -o test_glibc.out \
  -v \
  test_glibc.c \
  -pthread \
;
ldd ./test_glibc.out
./test_glibc.out

程序输出预期结果：

gnu_get_libc_version() = 2.28
The atomic counter is 10000
The non-atomic counter is 8674

该命令改编自https://sourceware.org/glibc/wiki/Testing/Builds?action=recall&rev=21#Compile_against_glibc_in_an_installed_location，但使用--sysroot参数会导致失败：

cannot find /home/ciro/glibc/build/install/lib/libc.so.6 inside /home/ciro/glibc/build/install

所以我将其移除。

ldd 输出证实我们刚刚构建的 ldd 和库正在按预期使用:

+ ldd test_glibc.out
        linux-vdso.so.1 (0x00007ffe4bfd3000)
        libpthread.so.0 => /home/ciro/glibc/build/install/lib/libpthread.so.0 (0x00007fc12ed92000)
        libc.so.6 => /home/ciro/glibc/build/install/lib/libc.so.6 (0x00007fc12e9dc000)
        /home/ciro/glibc/build/install/lib/ld-linux-x86-64.so.2 => /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007fc12f1b3000)

gcc 编译调试输出表明了我的主机运行时对象被使用了，正如之前提到的那样这是不好的，但我不知道如何解决它，例如，它包含：

COLLECT_GCC_OPTIONS=/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/7/../../../x86_64-linux-gnu/crt1.o

设置1：修改glibc

现在我们使用以下步骤修改glibc：

diff --git a/nptl/thrd_create.c b/nptl/thrd_create.c
index 113ba0d93e..b00f088abb 100644
--- a/nptl/thrd_create.c
+++ b/nptl/thrd_create.c
@@ -16,11 +16,14 @@
    License along with the GNU C Library; if not, see
    <http://www.gnu.org/licenses/>.  */

+#include <stdio.h>
+
 #include "thrd_priv.h"

 int
 thrd_create (thrd_t *thr, thrd_start_t func, void *arg)
 {
+  puts("hacked");
   _Static_assert (sizeof (thr) == sizeof (pthread_t),
                   "sizeof (thr) != sizeof (pthread_t)");

然后重新编译和安装glibc，重新编译并运行我们的程序：

cd glibc/build
make -j `nproc`
make -j `nproc` install
./test_glibc.sh

我们看到像预期的那样，hacked被打印了几次，这进一步证实了我们实际使用了我们编译的glibc而不是主机上的。

在Ubuntu 18.04上进行测试。

设置2：crosstool-NG原始设置

这是设置1的另一种选择，目前为止，这是我达成的最正确的设置：我可以观察到的所有内容都是正确的，包括C运行时对象，如crt1.o、crti.o和crtn.o。

在这个设置中，我们将编译一个完整的专用GCC工具链，它使用我们想要的glibc。

唯一的缺点是这种方法构建时间较长。但我不会冒险在生产设置中使用任何不够好的东西。

crosstool-NG是一组脚本，它可以为我们下载并编译所有源代码，包括GCC、glibc和binutils。

是的，GCC构建系统太糟糕了，我们需要一个单独的项目来完成。

这个设置并不完美，因为crosstool-NG不支持构建没有额外的-Wl标志的可执行文件，这感觉很奇怪，因为我们已经构建了GCC本身。但一切似乎都能正常工作，所以这只是一个不便。

获取crosstool-NG并进行配置：

git clone https://github.com/crosstool-ng/crosstool-ng
cd crosstool-ng
git checkout a6580b8e8b55345a5a342b5bd96e42c83e640ac5
export CT_PREFIX="$(pwd)/.build/install"
export PATH="/usr/lib/ccache:${PATH}"
./bootstrap
./configure --enable-local
make -j `nproc`
./ct-ng x86_64-unknown-linux-gnu
./ct-ng menuconfig

我唯一能看到的必需选项是，使其与您的主机内核版本匹配，以使用正确的内核头文件。通过以下命令查找您的主机内核版本：

uname -r

uname -a

这显示了给我:

4.15.0-34-generic

所以在menuconfig中我这样做:

操作系统
- Linux版本

然后我进行选择:

4.14.71

这是第一个相等或更旧的版本。它必须更旧，因为内核向后兼容。

现在你可以使用以下命令构建：

env -u LD_LIBRARY_PATH time ./ct-ng build CT_JOBS=`nproc`

现在需要等待约30分钟到2小时进行编译。

设置2：可选配置

我们用./ct-ng x86_64-unknown-linux-gnu生成的.config包含：

CT_GLIBC_V_2_27=y

要更改这个设置，在menuconfig中进行以下操作：

C库
glibc版本

保存.config文件，然后继续构建。

或者，如果您想使用自己的glibc源代码，例如使用来自最新git的glibc，请按照以下方式进行操作：

路径和杂项选项
- 尝试标记为实验性特性：将其设置为 true
C库
- glibc源代码来源
  - 自定义位置：选择是
  - 自定义位置
    - 自定义源代码位置：指向包含glibc源代码的目录

其中glibc的克隆位置如下：

git clone git://sourceware.org/git/glibc.git
cd glibc
git checkout glibc-2.28

第二步：测试

一旦你构建了所需的工具链，可以使用以下命令进行测试：

#!/usr/bin/env bash
set -eux
install_dir="${CT_PREFIX}/x86_64-unknown-linux-gnu"
PATH="${PATH}:${install_dir}/bin" \
  x86_64-unknown-linux-gnu-gcc \
  -Wl,--dynamic-linker="${install_dir}/x86_64-unknown-linux-gnu/sysroot/lib/ld-linux-x86-64.so.2" \
  -Wl,--rpath="${install_dir}/x86_64-unknown-linux-gnu/sysroot/lib" \
  -v \
  -o test_glibc.out \
  test_glibc.c \
  -pthread \
;
ldd test_glibc.out
./test_glibc.out

除了现在使用了正确的运行时对象，一切都像设置1一样正常工作：

COLLECT_GCC_OPTIONS=/home/ciro/crosstool-ng/.build/install/x86_64-unknown-linux-gnu/bin/../x86_64-unknown-linux-gnu/sysroot/usr/lib/../lib64/crt1.o

安装第二步：尝试高效的glibc重新编译失败

使用crosstool-NG似乎不可能，具体请见下文解释。

如果只是重新构建，则：

env -u LD_LIBRARY_PATH time ./ct-ng build CT_JOBS=`nproc`

如果您更改了自定义glibc源位置，则会考虑这些更改，但它会从头开始构建所有内容，因此对于迭代开发来说不可用。

如果我们执行以下操作：

./ct-ng list-steps

它很好地概述了构建步骤：

Available build steps, in order:
  - companion_tools_for_build
  - companion_libs_for_build
  - binutils_for_build
  - companion_tools_for_host
  - companion_libs_for_host
  - binutils_for_host
  - cc_core_pass_1
  - kernel_headers
  - libc_start_files
  - cc_core_pass_2
  - libc
  - cc_for_build
  - cc_for_host
  - libc_post_cc
  - companion_libs_for_target
  - binutils_for_target
  - debug
  - test_suite
  - finish
Use "<step>" as action to execute only that step.
Use "+<step>" as action to execute up to that step.
Use "<step>+" as action to execute from that step onward.

因此，我们可以看到glibc步骤与几个GCC步骤交织在一起，最值得注意的是 libc_start_files 出现在 cc_core_pass_2 之前，这很可能是与 cc_core_pass_1 一起最昂贵的步骤。

为了构建单个步骤，您必须首先在初始构建中设置“保存中间步骤”选项：.config：

路径和其他选项
- 调试crosstool-NG
  - 保存中间步骤

然后您可以尝试：

env -u LD_LIBRARY_PATH time ./ct-ng libc+ -j`nproc`

不幸的是，如此处所述，需要使用+。

请注意，重新开始中间步骤会将安装目录重置为该步骤期间的状态。即，您将拥有一个重建的libc，但没有使用此libc构建的最终编译器（因此也没有编译器库，例如libstdc ++）。

基本上这仍然使得重建太慢而无法用于开发，并且我不知道如何在没有修补crosstool-NG的情况下克服这个问题。

此外，从libc步骤开始似乎没有再次从Custom source location复制源代码，进一步使此方法不能使用。

如果您还对C ++标准库感兴趣，则可以参考此处了解如何编辑和重新构建GCC libstdc ++ C ++标准库源代码。

- Ciro Santilli OurBigBook.com

musl-libc是另一个C运行时库的选择。 - 0xC0000022L

使用Setup 1时，需要添加-shared -fPIC参数以使其编译通过，但是运行时会出现分段错误(core dumped)。在Ubuntu 20.04主机上测试，glibc版本为2.32，新构建的glibc版本为3.34。 - neoedmund

26

使用 -static 进行链接。当你使用 -static 进行链接时，链接器会将库嵌入可执行文件中，因此可执行文件大小会变大，但它可以在安装较早版本 glibc 的系统上运行，因为程序会使用自己的库而不是系统的库。

- Iacchus

75

你想这样做的原因往往是因为你正在分发一个闭源应用程序。在这种情况下，由于许可证的原因，通常不允许静态链接（这样做需要公开所有源代码），因此你需要谨慎使用-static。 - Malvineous

3

同时，至少可以经常使用musl-libc，但是对于C++程序来说情况可能会更加复杂，因此仍然有必要指定符号版本。 - 0xC0000022L

2

静态链接 glibc 是强烈不建议的。 - midrare

24

在我看来，最懒的解决方案（特别是如果您不依赖于最新的 bleeding edge C/C++ 特性或最新的编译器特性）尚未被提到，因此在这里提一下：

只需在仍然需要支持的最古老的 GLIBC 系统上构建。

如今，即使您不想直接在任何电脑上使用这样一个老的发行版，使用像 chroot、KVM/Virtualbox 或 docker 等技术也非常容易实现。详细来说，为了制作出最大可移植二进制文件，我推荐遵循以下步骤：

选择您喜欢的沙盒/虚拟化/... 等工具，使用它获取一个虚拟的旧版 Ubuntu LTS，并使用其中默认的 gcc/g++ 进行编译。这会自动限制您的 GLIBC 版本为该环境中可用的版本。
避免依赖除基础库以外的外部库：例如，您应该动态链接地连接底层系统库，如 glibc、libGL、libxcb/X11/wayland 库等，还有 libasound/libpulseaudio，如果使用 GTK+，也应该这样，但在可能的情况下，最好静态地连接外部库/将其随程序一起发布。特别是像图像加载器、多媒体解码器等大多自包含的库，如果您静态地发布它们，则可能会在其他发行版上引起更少的故障（例如，如果不同版本中只出现在某个地方，则可能会导致故障）。

使用这种方法，您可以获得一个旧版GLIBC兼容的二进制文件，而无需进行任何手动符号调整，也无需创建完全静态的二进制文件（这可能会导致更复杂的程序出现问题，因为glibc不支持，而且可能会给您带来许可证问题），也无需设置任何自定义工具链、自定义glibc副本或其他任何内容。

- E. T.

4

这是最佳解决方案。我正在使用这个 Docker 镜像：kroggen/ubuntu-16.04-gcc。 - Bernardo Ramos

1

如果你不依赖于最新的C/C++前沿特性，我必须笑一笑，因为现在你需要最新版本的GCC来支持2020年引入的大多数（但不是全部）功能。没有支持前沿特性的版本。 - Fido

@Fido 是的，关于这一点确实很糟糕。尽管如此，有些人会写保守的 C++ 代码，只使用更成熟的特性，那么我的方法可能是一个合适的选择。 - E. T.

8

一种替代方案是丢弃版本信息，让链接器默认使用其拥有的版本。

要实现这一点，您可能需要查看PatchELF¹:

$ nm --dynamic --undefined-only --with-symbol-versions MyLib.so \
  | grep GLIBC | sed -e 's#.\+@##' | sort --unique
GLIBC_2.17
GLIBC_2.29
$ nm --dynamic --undefined-only --with-symbol-versions MyLib.so | grep GLIBC_2.29
                 U exp@GLIBC_2.29
                 U log@GLIBC_2.29
                 U log2@GLIBC_2.29
                 U pow@GLIBC_2.29
$ patchelf --clear-symbol-version exp   \
           --clear-symbol-version log   \
           --clear-symbol-version log2  \
           --clear-symbol-version pow   MyLib.so

这非常有用，如果您没有源代码（或难以理解代码²）。 ¹虽然许多发行版都提供了patchelf，但它们很可能已经过时。 --clear-symbol-version标志是在版本0.12中添加的，不幸的是，它并不能完全删除版本要求。在合并之前，您需要从this merge request手动编译它。 ²顺便说一下，我正在交叉编译LuaJIT。

- Kana

2

我按照这个方法操作，nm正确地报告了它（不需要高版本）。但是当加载库时，Java仍然抱怨需要更高的版本。有任何想法在链接时Java从哪里获取这些信息？ - RedCrafter LP

嗯，我刚刚尝试了一下，并从需要更新的glibc（在我的情况下是2.38）的符号中删除了所有版本信息，但我仍然收到错误消息“找不到版本'GLIBC_2.38'”。 - undefined

一个危险但令人惊叹的方法！ - undefined

7

使用zig cc作为编译器，可以针对特定版本的glibc进行目标设置。

例如，要针对glibc 2.5进行目标设置。

zig cc -target x86_64-linux-gnu.2.5 hello.c -o hello

这对于使用 zig c++ 的 C++ 也适用。

zig c++ -target x86_64-linux-gnu.2.7 hello.cpp -o hello-cpp

zig cc 基于 clang，因此如果您正在使用 clang 或 gcc，则它是一个非常接近的替代品。

- ᅟᅟᅟ

我刚在一个C++项目上尝试了这个，它完美地工作了。非常令人印象深刻。我甚至不需要指定gnu版本，因为显然Zig静态链接到libstdc++？ - anderspitman

6

这个仓库：
https://github.com/wheybags/glibc_version_header 提供了一个头文件，处理了接受答案中描述的细节。

基本上：

下载你想要链接的对应GCC版本的头文件
将 -include /path/to/header.h 添加到编译器标志中
如果需要链接pthread，则还需要添加 -D_REENTRANT

我也添加了链接器标志： -static-libgcc -static-libstdc++ -pthread 但这些取决于您应用的需求。

- driedler

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- jschmier · Accepted Answer

你是正确的，glibc使用符号版本控制。如果你好奇的话，介绍了在glibc 2.1中引入的符号版本控制实现 here，它是 Sun 符号版本控制方案的扩展，这个方案在here中描述。

一个选择是静态链接你的二进制文件。这可能是最简单的选择。

你也可以在 chroot 构建环境中构建你的二进制文件，或者使用 glibc-new => glibc-old 交叉编译器。

根据 http://www.trevorpounds.com 博客文章 Linking to Older Versioned Symbols (glibc)，只要使用与定义版本化符号相同的.symver伪指令，并且是有效的，就可以将任何符号强制链接到旧的符号上。以下示例摘自博客文章。

下面的示例使用了glibc的 realpath 函数，但确保它与旧版本 2.2.5 链接。

#include <limits.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>

__asm__(".symver realpath,realpath@GLIBC_2.2.5");
int main()
{
    const char* unresolved = "/lib64";
    char resolved[PATH_MAX+1];

    if(!realpath(unresolved, resolved))
        { return 1; }

    printf("%s\n", resolved);

    return 0;
}