Linux動態庫搜尋路徑的技巧

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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，這樣程式就可以使用該動態庫中的函數，以及該動態庫的其它資源了。在Linux 中，動態庫的搜尋路徑除了預設的搜尋路徑外，還可以通過以下三種方法來指定。

　　方法一：在設定檔/etc/ld.so.conf中指定動態庫搜尋路徑。

　　可以通過編輯設定檔/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使修改後的配置生效。我們通過例1來說明該方法。

　　例1：

　　我們通過以下命令用來源程式pos_conf.c(見程式1)來建立動態庫 libpos.so，詳細建立過程請參考文[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/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/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也可以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來源程式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可以使用例1中的得到的目標程式pos，不需要再次編譯。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後重新建立該庫一樣。這也是使用動態庫的優點之一。

　　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

　　#

　　我們可以使用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。

　　還可以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來源程式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命令重新編譯來源程式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，那麼它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。我們再用來源程式 pos_lib.c(見程式5)來建立動態庫/lib/libpos.so，用來源程式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。這樣我們可以通過執行例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/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/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/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。對此本文不再舉例說明，有興趣的讀者可以參照本文的方法驗證。

Linux動態庫搜尋路徑的技巧