linux下so动态库一些鲜为人知的秘密（中）

上一篇（linux下so动态库一些鲜为人知的秘密（上））介绍了linux下so一些依赖问题，本篇将介绍linux的so路径搜索问题。

    咱们知道linux连接so有两种途径：显示和隐式。所谓显示就是程序主动调用dlopen打开相关so;这里须要补充的是，若是使用显示连接，上篇文章讨论的那些问题都不存在。首先,dlopen的so使用ldd是查看不到的。其次，使用dlopen打开的so并非在进程启动时候加载映射的，而是当进程运行到调用dlopen代码地方才加载该so，也就是说，若是每一个进程显示连接a.so;可是若是发布该程序时候忘记附带发布该a.so,程序仍然可以正常启动，甚至若是运行逻辑没有触发运行到调用dlopen函数代码地方。该程序还能正常运行，即便没有a.so.

  既然显示加载这么多优势，那么为何实际生产中不多码农使用它呢, 主要缘由仍是起使用不是很方便，须要开发人员多写很多代码。因此不被大多数码农使用，还有一个重要缘由应该是能提早发现错误，在部署的时候就能发现缺乏哪些so，而不是等到实际上限运行的时候才发现缺东少西。

   下面举个工做中最常碰到的问题，来引伸出本篇内容吧。

写一个最简单的so， tmp.cpp
int test(){
  return 20;
}

1  编译=>连接=》运行, 下面main.cpp 内容请参见上一篇文章。

[stevenrao]$ g++ -fPIC -c tmp.cpp [stevenrao]$ g++ -shared -o libtmp.so tmp.o [stevenrao]$ mv libtmp.so /tmp/ [stevenrao]$ g++ -o demo -L/tmp -ltmp main.cpp [stevenrao]$ ./demo ./demo: error while loading shared libraries: libtmp.so: cannot open shared object file: No such file or directory [stevenrao]$ ldd demo linux-vdso.so.1 =>  (0x00007fff7fdc1000)         libtmp.so => not found

   这个错误是最多见的错误了。运行程序的时候找不到依赖的so。通常人使用方法是修改LD_LIBRARY_PATH这个环境变量

   export LD_LIBRARY_PATH=/tmp

[stevenrao]$ ./demo

test

   这样就OK了, 不过这样export 只对当前shell有效，当另开一个shell时候，又要从新设置。能够把export LD_LIBRARY_PATH=/tmp 语句写到 ~/.bashrc中，这样就对当前用户有效了，写到/etc/bashrc中就对全部用户有效了。

   前面连接时候使用 -L/tmp/ -ltmp 是一种设置相对路径方法，还有一种绝对路径连接方法。

[stevenrao]$ g++ -o demo  /tmp/libtmp.so main.cpp

[stevenrao]$ ./demo

  test

[stevenrao]$ ldd demo

        linux-vdso.so.1 =>  (0x00007fff083ff000)

        /tmp/libtmp.so (0x00007f53ed30f000) 

   绝对路径虽然申请设置环境变量步骤，可是缺陷也是致命的，这个so必须放在绝对路径下，不能放到其余地方，这样给部署带来很大麻烦。因此应该禁止使用绝对路径连接so。

   

   搜索路径分两种，一种是连接时候的搜索路径，一种是运行时期的搜索路径。像前面提到的 -L/tmp/ 是属于连接时期的搜索路径，即给ld程序提供的编译连接时候寻找动态库路径；而LD_LIBRARY_PATH则既属于连接期搜索路径，又属于运行时期的搜索路径。

   

   这里须要介绍链-rpath连接选项，它是指定运行时候都使用的搜索路径。聪明的同窗立刻就想到,运行时搜索路径，那它记录在哪儿呢。也像. LD_LIBRARY_PATH那样，每部署一台机器就须要配一下吗。呵呵，不须要..,由于它已经被硬编码到可执行文件内部了。看看下面演示

1.   [stevenrao] $ g++ -o demo -L /tmp/ -ltmp main.cpp

2.   [stevenrao] $ ./demo

3.   ./demo: error while loading shared libraries: libtmp.so: cannot open shared object file: No such file or directory

4.   [stevenrao] $ g++ -o demo -Wl,-rpath /tmp/ -L/tmp/ -ltmp main.cpp

5.   [stevenrao] $ ./demo

6.   test

7.   [stevenrao] $ readelf -d demo

8.    

9.   Dynamic section at offset 0xc58 contains 26 entries:

10.    Tag        Type                         Name/Value

11.   0x0000000000000001 (NEEDED)             Shared library: [libtmp.so]

12.   0x0000000000000001 (NEEDED)             Shared library: [libstdc++.so.6]

13.   0x0000000000000001 (NEEDED)             Shared library: [libm.so.6]

14.   0x0000000000000001 (NEEDED)             Shared library: [libgcc_s.so.1]

15.   0x0000000000000001 (NEEDED)             Shared library: [libc.so.6]

16.   0x000000000000000f (RPATH)              Library rpath: [/tmp/]

17.   0x000000000000001d (RUNPATH)            Library runpath: [/tmp/]

   看看是吧，编译到elf文件内部了，路径和程序深深的耦合到一块儿

  继续上一篇《 linux下so动态库一些鲜为人知的秘密（中） 》介绍so搜索路径，还有一个相似于-path，叫LD_RUN_PATH环境变量, 它也是把路径编译进可执行文件内，不一样的是它只设置RPATH。

 [stevenrao] $  g++ -o demo -L /tmp/  -ltmp main.cpp

  [stevenrao] $  readelf -d demo

 Dynamic section at offset 0xb98 contains 25 entries:

  Tag        Type                         Name/Value

 0x0000000000000001 (NEEDED)             Shared library: [libtmp.so]

 ....

 0x000000000000000f (RPATH)              Library rpath: [/tmp/]

  另外还能够经过配置 /etc/ld.so.conf，在其中加入一行

  /tmp/

  这个配置项也是只对运行期有效，而且是全局用户都生效，须要root权限修改，修改完后须要使用命令 ldconfig 将  /etc/ld.so.conf 加载到 ld.so.cache中，避免重启系统就能够当即生效。

  除了前面介绍的那些搜索路径外，还有缺省搜索路径/usr/lib/ /lib/ 目录，能够经过-z nodefaultlib编译选项禁止搜索缺省路径。

  [stevenrao] $  g++ -o demo -z nodefaultlib  -L/tmp -ltmp main.cpp

  [stevenrao] $   ./demo

   ./demo: error while loading shared libraries:  libstdc++.so.6: cannot open shared object file

  这么多搜索路径，他们有个前后顺序以下

  一、RUMPATH 优先级最高

  二、RPATH   其次

  三、LD_LIBRARY_PATH

  四、 /etc/ld.so.cache

  五、 /usr/lib/ /lib/

  查看一个程序搜索其各个动态库另外一个简单的办法是使用  LD_DEBUG这个环境变量；

   [stevenrao] $  export LD_DEBUG=libs

   [stevenrao] $ ./demo

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