关于linux下使用动态库（-Wl,-rpath）

淡淡的烟草味﹌ 2022-05-13 14:14 569阅读 0赞

转自：  
[http://blog.csdn.net/dbzhang800/article/details/6918413][http_blog.csdn.net_dbzhang800_article_details_6918413]  
**动态库常规的搜索路径：**  
程序构建时通过 RPATH 指定的目录  
LD\_LIBRARY\_PATH 环境变量中冒号分割的目录  
文件 /etc/ld.so.cache列出的库（使用工具ldconfig维护)  
程序构建时 RUNPATH 指定的目录(fix me)  
目录 /lib  
目录 /usr/lib

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>-</th> 
   <th align="center">二进制</th> 
   <th align="right">对应源码</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>一个程序</td> 
   <td align="center">a.out</td> 
   <td align="right">main.c</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>需要加载插件A</td> 
   <td align="center"><a href="http://libA.so" rel="nofollow">libA.so</a></td> 
   <td align="right">liba.c</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>A需要另一个动态库</td> 
   <td align="center"><a href="http://libB.so" rel="nofollow">libB.so</a></td> 
   <td align="right">libB1.c 或 libB2.c</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

本文的关注点就是：**到底是哪一个libB.so被加载**

目录结构：

/home/debao/ttt/a.out
    /home/debao/ttt/libA.so
    /home/debao/ttt/libB.so
    /usr/lib/libB.so

**具体源码**

*  main.c ==> ./a.out

#include <stdio.h>
    #include <dlfcn.h>
    typedef int (*funcA)(int, int);
    int main()
    {
        void * plugin = dlopen("./libA.so", RTLD_LAZY);
        funcA f = (funcA)dlsym(plugin, "funcA");
        printf("main: %d\n", f(3,4));
        return 0;
    }

*  liba.c ==> ./libA.so

#include <stdio.h>
    int funcB(int, int);
    int funcA(int a, int b)
    {
        printf("hello from funcA\n");
        return funcB(a, b);
    }

*  libb1.c ==> ./libB.so

#include <stdio.h>
    int funcB(int a, int b)
    {
        printf("Hello from funcB 1\n");
        return a*b;
    }

*  libb2.c ==> /usr/lib/libB.so

#include <stdio.h>
    int funcB(int a, int b)
    {
        printf("Hello from funcB 2\n");
        return a*b;
    }

**编译库文件**

*  [编译动态库libB.so][libB.so]

$ gcc -shared -fPIC libb2.c -o libB2.so
    $ sudo mv libB2.so /usr/lib/libB.so
    $ gcc -shared -fPIC libb.c -o libB.so

*  [编译动态库libA.so][libA.so]

$ gcc -shared -fPIC liba.c -o libA.so -L. -lB

顺便看看该elf文件的头部信息：

$ readelf libA.so -d
    
    Dynamic section at offset 0xf20 contains 21 entries:
      Tag        Type      Name/Value
     0x00000001 (NEEDED)   Shared library: [libB.so]
     0x00000001 (NEEDED)   Shared library: [libc.so.6]
    ...

恩，只有库的文件名信息，而没有路径信息。

**编译程序**

*  第一次编译运行（什么路径都不加）

$ gcc main.c -ldl
    $ ./a.out 
    hello from funcA
    Hello from funcB 2
    main: 12

程序：[dlopen从当前目录找到libA.so][dlopen_libA.so]，然后却在/usr/lib/中找到libB.so（[没有使用当前目录的libB.so][libB.so 1]，这是我们需要的么？）

*  第二次编译运行（使用DT\_RPATH）

$ gcc main.c -ldl  -Wl,--rpath=.
    $ ./a.out 
    hello from funcA
    Hello from funcB 1
    main: 12

恩，[使用当前目录的libB.so][libB.so 2]，很理想的东西  
可是，由于DT\_RPATH无法被环境变量LD\_LIBRARY\_PATH覆盖，不是不建议被使用，而是建议使用DT\_RUNPATH么？

*  第三次编译运行（使用DT\_RUNPATH）

$ gcc main.c -ldl -Wl,--rpath=.,--enable-new-dtags 
    $ ./a.out 
    hello from funcA
    Hello from funcB 2
    main: 12

问题重新出现，[使用的系统路径中的libB.so][libB.so 3] 而不是当前目录下的。

**程序头部信息**  
通过下列命令可以查看：

$ readelf -d a.out

为了完整起见，列出前面3次编译的程序的信息：

*  没有rpath和runpath

Dynamic section at offset 0xf20 contains 21 entries:
      Tag        Type                         Name/Value
     0x00000001 (NEEDED)                     Shared library: [libdl.so.2]
     0x00000001 (NEEDED)                     Shared library: [libc.so.6]
     0x0000000c (INIT)                       0x8048360
    ...

*  包含rpath

Dynamic section at offset 0xf18 contains 22 entries:
      Tag        Type                         Name/Value
     0x00000001 (NEEDED)                     Shared library: [libdl.so.2]
     0x00000001 (NEEDED)                     Shared library: [libc.so.6]
     0x0000000f (RPATH)                      Library rpath: [.]
     0x0000000c (INIT)                       0x8048360
    ....

*  包含rpath和runpath

Dynamic section at offset 0xf10 contains 23 entries:
      Tag        Type                         Name/Value
     0x00000001 (NEEDED)                     Shared library: [libdl.so.2]
     0x00000001 (NEEDED)                     Shared library: [libc.so.6]
     0x0000000f (RPATH)                      Library rpath: [.]
     0x0000001d (RUNPATH)                    Library runpath: [.]

**原因**

RPATH and RUNPATH给出这个问题的答案：

Unless loading object has RUNPATH:
        RPATH of the loading object,
            then the RPATH of its loader (unless it has a RUNPATH), ...,
            until the end of the chain, which is either the executable
            or an object loaded by dlopen
        Unless executable has RUNPATH:
            RPATH of the executable
    LD_LIBRARY_PATH
    RUNPATH of the loading object
    ld.so.cache
    default dirs

**用它解释第一个程序**：

*  [libA.so][libA.so 1] 没有RUNPATH，故而
    
     *  使用其RPATH (没有)
     *  递归查找其loader直到链条的顶端（可执行程序或被dlopen打开的对象）的RPATH或者遇RUNPATH退出 （没有命中）
     *  可执行程序没有RUNPATH，故而
        
         *  使用其RPATH (没有)
 *  环境变量LD\_LIBRARY\_PATH，（没有）
 *  [libA.so][libA.so 1] 的RUNPATH (没有)
 *  ld.so.cache (没有命中)
 *  默认路径/usr/lib （命中）

**用它解释第二个程序：**

*  [libA.so][libA.so 1] 没有RUNPATH，故而
    
     *  使用其RPATH (没有)
     *  递归查找其loader直到链条的顶端（可执行程序或被dlopen打开的对象）的RPATH或者遇RUNPATH退出 （没有命中）
     *  可执行程序没有RUNPATH，故而
        
         *  使用其RPATH (命中)

**用它解释第三个程序：**

*  [libA.so][libA.so 1] 没有RUNPATH，故而
    
     *  使用其RPATH (没有)
     *  递归查找其loader直到链条的顶端（可执行程序或被dlopen打开的对象）的RPATH或者遇RUNPATH退出 （没有命中）
     *  可执行程序有RUNPATH，(继续前行)
 *  环境变量LD\_LIBRARY\_PATH，（没有）
 *  [libA.so][libA.so 1] 的RUNPATH (没有)
 *  ld.so.cache (没有命中)
 *  默认路径/usr/lib （命中）  
    有意思的就是这个程序了，可执行程序的RUNPATH是一个重要的判断条件，却并不被做为这儿搜索路径！！

**结束**  
本文是在kubuntu 11.10下编写测试的。为了尽可能简单，例子也都是认为制造的。而且我们看到，在使用RPATH的时候是正常的，RUNPATH一般来说，被推荐使用，但这儿它却不能正常工作。

所以，当使用RUNPATH时，我们需要明白：某些情况下可能需要设置环境变量 LD\_LIBRARY\_PATH

man gcc

Wl是作为参数传递给ld

The -Wl,xxx option for gcc passes a comma-separated list of tokens as a space-separated list of arguments to the linker. So

gcc -Wl,aaa,bbb,ccc  
eventually becomes a linker call

ld aaa bbb ccc

\-rpath=dir

Add a directory to the runtime library search path. This is used when linking an ELF executable with shared objects. All -rpath arguments are concatenated and passed to the runtime linker, which uses them to locate shared objects at runtime. The -rpath option is also used when locating shared objects which are needed by shared objects explicitly included in the link;

[http_blog.csdn.net_dbzhang800_article_details_6918413]: http://blog.csdn.net/dbzhang800/article/details/6918413
[libB.so]: http://xn--libB-u39fh54dgjcys4hb7xa.so
[libA.so]: http://xn--libA-u39fh54dgjcys4hb7xa.so
[dlopen_libA.so]: http://xn--dlopenlibA-m93py83a0kaz96m5a850khv8f.so
[libB.so 1]: http://xn--libB-9s6fq2m1w2ara858oegnf0woxdlrb.so
[libB.so 2]: http://xn--libB-9s6fq2m1w2ara4931cs3cj7a.so
[libB.so 3]: http://xn--libB-zf5f03ehu4cjg0brtcca613p7kfi60d.so
[libA.so 1]: http://libA.so