linux下so動態庫一些鮮爲人知的祕密（中）

上一篇（linux下so動態庫一些鮮爲人知的祕密（上））介紹了linux下so一些依賴問題，本篇將介紹linux的so路徑搜索問題。

    咱們知道linux連接so有兩種途徑：顯示和隱式。所謂顯示就是程序主動調用dlopen打開相關so;這裏須要補充的是，若是使用顯示連接，上篇文章討論的那些問題都不存在。首先,dlopen的so使用ldd是查看不到的。其次，使用dlopen打開的so並非在進程啓動時候加載映射的，而是當進程運行到調用dlopen代碼地方纔加載該so，也就是說，若是每一個進程顯示連接a.so;可是若是發佈該程序時候忘記附帶發佈該a.so,程序仍然可以正常啓動，甚至若是運行邏輯沒有觸發運行到調用dlopen函數代碼地方。該程序還能正常運行，即便沒有a.so.

  既然顯示加載這麼多優勢，那麼爲何實際生產中不多碼農使用它呢, 主要緣由仍是起使用不是很方便，須要開發人員多寫很多代碼。因此不被大多數碼農使用，還有一個重要緣由應該是能提早發現錯誤，在部署的時候就能發現缺乏哪些so，而不是等到實際上限運行的時候才發現缺東少西。

   下面舉個工做中最常碰到的問題，來引伸出本篇內容吧。

寫一個最簡單的so， tmp.cpp
int test(){
  return 20;
}

1  編譯=>連接=》運行, 下面main.cpp 內容請參見上一篇文章。

[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

   這個錯誤是最多見的錯誤了。運行程序的時候找不到依賴的so。通常人使用方法是修改LD_LIBRARY_PATH這個環境變量

   export LD_LIBRARY_PATH=/tmp

[stevenrao]$ ./demo

test

   這樣就OK了, 不過這樣export 只對當前shell有效，當另開一個shell時候，又要從新設置。能夠把export LD_LIBRARY_PATH=/tmp 語句寫到 ~/.bashrc中，這樣就對當前用戶有效了，寫到/etc/bashrc中就對全部用戶有效了。

   前面連接時候使用 -L/tmp/ -ltmp 是一種設置相對路徑方法，還有一種絕對路徑連接方法。

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

[stevenrao]$ ./demo

  test

[stevenrao]$ ldd demo

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

        /tmp/libtmp.so (0x00007f53ed30f000) 

   絕對路徑雖然申請設置環境變量步驟，可是缺陷也是致命的，這個so必須放在絕對路徑下，不能放到其餘地方，這樣給部署帶來很大麻煩。因此應該禁止使用絕對路徑連接so。

   

   搜索路徑分兩種，一種是連接時候的搜索路徑，一種是運行時期的搜索路徑。像前面提到的 -L/tmp/ 是屬於連接時期的搜索路徑，即給ld程序提供的編譯連接時候尋找動態庫路徑；而LD_LIBRARY_PATH則既屬於連接期搜索路徑，又屬於運行時期的搜索路徑。

   

   這裏須要介紹鏈-rpath連接選項，它是指定運行時候都使用的搜索路徑。聰明的同窗立刻就想到,運行時搜索路徑，那它記錄在哪兒呢。也像. LD_LIBRARY_PATH那樣，每部署一臺機器就須要配一下嗎。呵呵，不須要..,由於它已經被硬編碼到可執行文件內部了。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，編譯到elf文件內部了，路徑和程序深深的耦合到一塊兒

  繼續上一篇《 linux下so動態庫一些鮮爲人知的祕密（中） 》介紹so搜索路徑，還有一個相似於-path，叫LD_RUN_PATH環境變量, 它也是把路徑編譯進可執行文件內，不一樣的是它只設置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/]

  另外還能夠經過配置 /etc/ld.so.conf，在其中加入一行

  /tmp/

  這個配置項也是隻對運行期有效，而且是全局用戶都生效，須要root權限修改，修改完後須要使用命令 ldconfig 將  /etc/ld.so.conf 加載到 ld.so.cache中，避免重啓系統就能夠當即生效。

  除了前面介紹的那些搜索路徑外，還有缺省搜索路徑/usr/lib/ /lib/ 目錄，能夠經過-z nodefaultlib編譯選項禁止搜索缺省路徑。

  [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

  這麼多搜索路徑，他們有個前後順序以下

  一、RUMPATH 優先級最高

  二、RPATH   其次

  三、LD_LIBRARY_PATH

  四、 /etc/ld.so.cache

  五、 /usr/lib/ /lib/

  查看一個程序搜索其各個動態庫另外一個簡單的辦法是使用  LD_DEBUG這個環境變量；

   [stevenrao] $  export LD_DEBUG=libs

   [stevenrao] $ ./demo

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