Linux動態庫

眾所周知，Linux動態庫的預設搜尋路徑是/lib和/usr/lib。動態庫被建立後，一般都複製到這兩個目錄中。當程式執行時需要某動態庫，並且該動 態庫還未載入到記憶體中，則系統會自動到這兩個預設搜尋路徑中去尋找相應的動態庫檔案，然後載入該檔案到記憶體中，這樣程式就能使用該動態庫中的函數，及 該動態庫的其他資源了。在Linux 中，動態庫的搜尋路徑除了預設的搜尋路徑外，還能通過以下三種方法來指定。 
方法一：在設定檔案/etc/ld.so.conf中指定動態庫搜尋路徑。 
能通過編輯設定檔案/etc/ld.so.conf來指定動態庫的搜尋路徑，該檔案中每行為一個動態庫搜尋路徑。每次編輯完該檔案後，都必須運行命令ldconfig使修改後的設定生效。我們通過例1來說明該方法。 
例1： 
我們通過以下命令用源程式pos_conf.c（見程式1）來建立動態庫 libpos.so，周詳建立過程請參考文[1]。
# gcc -c pos_conf.c
         # gcc -shared -fPCI -o libpos.so pos_conf.o
         #
#include 
          void pos()
          {
                 printf("/root/test/conf/lib＼n");
          }
           程式1: pos_conf.c
接著通過以下命令編譯main.c（見程式2）產生目標程式pos。 
# gcc -o pos main.c -L. -lpos
          #
void pos();
         int main()
         {
              pos();
              return 0;
         }
         程式2: main.c
然後把庫檔案移動到目錄/root/test/conf/lib中。 
# mkdir -p /root/test/conf/lib
          # mv libpos.so /root/test/conf/lib
          #
最後編輯設定檔案/etc/ld.so.conf，在該檔案中追加一行"/root/test/conf/lib"。 
運行程式pos試試。 
# ./pos
          ./pos: error while loading shared libraries: libpos.so: cannot open shared object file: No such file or directory
          #
出錯了，系統未找到動態庫libpos.so。找找原因，原來在編輯完設定檔案/etc/ld.so.conf後，沒有運行命令ldconfig，所以剛才的修改還未生效。我們運行ldconfig後再試試。
# ldconfig
          # ./pos
           /root/test/conf/lib 
          #
程式pos運行成功，並且列印出正確結果。 
方法二：通過環境變數LD_LIBRARY_PATH指定動態庫搜尋路徑。 
通過設定環境變數LD_LIBRARY_PATH也能指定動態庫搜尋路徑。當通過該環境變數指定多個動態庫搜尋路徑時，路徑之間用冒號"："分隔。下面通過例2來說明本方法。 
例2： 
我們通過以下命令用源程式pos_env.c（見程式3）來建立動態庫libpos.so。 
# gcc -c pos_env.c
          # gcc -shared -fPCI -o libpos.so pos_env.o
          #
#include 
         void pos()
         {
               printf("/root/test/env/lib＼n");
         }
         程式3: pos_env.c
測試用的可執行檔pos能使用例1中的得到的目標程式pos，不必再次編譯。因為pos_conf.c中的函數pos和pos_env.c中的函數pos 函數原型一致，且動態庫名相同，這就好比修改動態庫pos後重新建立該庫相同。這也是使用動態庫的好處之一。 
然後把動態庫libpos.so移動到目錄/root/test/conf/lib中。 
# mkdir -p /root/test/env/lib
          # mv libpos.so /root/test/env/lib
          #
我們能使用export來設定該環境變數，在設定該環境變數後所有的命令中，該環境變數都有效。 
例如： 
# export LD_LIBRARY_PATH=/root/test/env/lib
          #
但本文為了舉例方便，使用另一種設定環境變數的方法，既在命令前加環境變數設定，該環境變數只對該命令有效，當該命令執行完成後，該環境變數就無效了。如下述命令：
# LD_LIBRARY_PATH=/root/test/env/lib ./pos
         /root/test/env/lib
         #
程式pos運行成功，並且列印的結果是"/root/test/env/lib"，正是程式pos_env.c中的函數pos的運行結果。因此程式pos搜尋到的動態庫是/root/test/env/lib/libpos.so。 
方法三：在編譯目標代碼時指定該程式的動態庫搜尋路徑。 
還能在編譯目標代碼時指定程式的動態庫搜尋路徑。這是通過gcc 的參數"-Wl,-rpath,"指定（如例3所示）。當指定多個動態庫搜尋路徑時，路徑之間用冒號"："分隔。 
例3： 
我們通過以下命令用源程式pos.c（見程式4）來建立動態庫libpos.so。 
# gcc -c pos.c
          # gcc -shared -fPCI -o libpos.so pos.o
          #
#include 
         void pos()
         {
               printf("./＼n");
         }
         程式4: pos.c
因為我們需要在編譯目標代碼時指定可執行檔的動態庫搜尋路徑，所以需要用gcc命令重新編譯源程式main.c(見程式2)來產生可執行檔pos。
# gcc -o pos main.c -L. -lpos -Wl,-rpath,./
         #
再運行程式pos試試。
# ./pos
          ./
          #

程式pos運行成功，輸出的結果正是pos.c中的函數pos的運行結果。因此程式pos搜尋到的動態庫是./libpos.so。 
以上介紹了三種指定動態庫搜尋路徑的方法，加上預設的動態庫搜尋路徑/lib和/usr/lib，共五種動態庫的搜尋路徑，那麼他們搜尋的先後順序是什麼呢？ 
在 介紹上述三種方法時，分別建立了動態庫./libpos.so、 /root/test/env/lib/libpos.so和/root/test/conf/lib/libpos.so。我們再用源程式 pos_lib.c（見程式5）來建立動態庫/lib/libpos.so，用源程式pos_usrlib.c（見程式6）來建立動態庫 /usr/lib/libpos.so。 
#include 
          void pos()
          {
                  printf("/lib＼n");
          }
           程式5: pos_lib.c
#include 
         void pos()
         {
                printf("/usr/lib＼n");
         }
         程式6: pos_usrlib.c
這 樣我們得到五個動態庫libpos.so，這些動態庫的名字相同，且都包含相同函數原型的公用函數pos。但儲存的位置不同和公用函數pos 列印的結果不同。每個動態庫中的公用函數pos都輸出該動態庫所存放的位置。這樣我們能通過執行例3中的可執行檔pos得到的結果不同獲知其搜尋到了 哪個動態庫，從而獲得第1個動態庫搜尋順序，然後刪除該動態庫，再執行程式pos，獲得第2個動態庫搜尋路徑，再刪除第2個被搜尋到的動態庫，如此往複， 將可得到Linux搜尋動態庫的先後順序。程式pos執行的輸出結果和搜尋到的動態庫的對應關係如表1所示： 
程式pos輸出結果
使用的動態庫
對應的動態庫搜尋路徑指定方式
./
./libpos.so
編譯目標代碼時指定的動態庫搜尋路徑
/root/test/env/lib
/root/test/env/lib/libpos.so
環境變數LD_LIBRARY_PATH指定的動態庫搜尋路徑
/root/test/conf/lib
/root/test/conf/lib/libpos.so
設定檔案/etc/ld.so.conf中指定的動態庫搜尋路徑
/lib
/lib/libpos.so
預設的動態庫搜尋路徑/lib
/usr/lib
/usr/lib/libpos.so
預設的動態庫搜尋路徑/usr/lib表1: 程式pos輸出結果和動態庫的對應關係 
建立各個動態庫，並放置在相應的目錄中。測試環境就準備好了。執行程式pos，並在該命令列中設定環境變數LD_LIBRARY_PATH。 
# LD_LIBRARY_PATH=/root/test/env/lib ./pos
          ./
          #
根據程式pos的輸出結果可知，最先搜尋的是編譯目標代碼時指定的動態庫搜尋路徑。然後我們把動態庫./libpos.so刪除了，再運行上述命令試試。
# rm libpos.so
         rm: remove regular file `libpos.so’? y
         # LD_LIBRARY_PATH=/root/test/env/lib ./pos
         /root/test/env/lib
         #
根據程式pos的輸出結果可知，第2個動態庫搜尋的路徑是環境變數LD_LIBRARY_PATH指定的。我們再把/root/test/env/lib/libpos.so刪除，運行上述命令。
# rm /root/test/env/lib/libpos.so
         rm: remove regular file `/root/test/env/lib/libpos.so’? y
         # LD_LIBRARY_PATH=/root/test/env/lib ./pos
         /root/test/conf/lib
         #
第3個動態庫的搜尋路徑是設定檔案/etc/ld.so.conf指定的路徑。刪除動態庫/root/test/conf/lib/libpos.so後再運行上述命令。
# rm /root/test/conf/lib/libpos.so
         rm: remove regular file `/root/test/conf/lib/libpos.so’? y
         # LD_LIBRARY_PATH=/root/test/env/lib ./pos
         /lib
         #
第4個動態庫的搜尋路徑是預設搜尋路徑/lib。我們再刪除動態庫/lib/libpos.so，運行上述命令。
# rm /lib/libpos.so
         rm: remove regular file `/lib/libpos.so’? y
         # LD_LIBRARY_PATH=/root/test/env/lib ./pos
         /usr/lib
         #
最後的動態庫搜尋路徑是預設搜尋路徑/usr/lib。 
綜合以上結果可知，動態庫的搜尋路徑搜尋的先後順序是： 
1.編譯目標代碼時指定的動態庫搜尋路徑； 
2.環境變數LD_LIBRARY_PATH指定的動態庫搜尋路徑； 
3.設定檔案/etc/ld.so.conf中指定的動態庫搜尋路徑； 
4.預設的動態庫搜尋路徑/lib； 
5.預設的動態庫搜尋路徑/usr/lib。 
在上述1、2、3指定動態庫搜尋路徑時，都可指定多個動態庫搜尋路徑，其搜尋的先後順序是按指定路徑的先後順序搜尋的。