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Linux動態庫搜索路徑
添加時間：2011-5-9
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眾所周知，Linux動態庫的默認搜索路徑是/lib 和/usr/lib 。動態庫被創建后，一般都復制到這兩個目錄中。當程序執行時需要某動態庫，并且該動態庫還未加載到內存中，則系統會自動到這兩個默認搜索路徑中去查找相應的動態庫文件，然后加載該文件到內存中，這樣程序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，動態庫的搜索路徑除了默認的搜索路徑外，還可以通過以下三種方法來指定。
方法一：在配置文件/etc/ld.so.conf 中指定動態庫搜索路徑。
可以通過編輯配置文件/etc/ld.so.conf來指定動態庫的搜索路徑，該文件中每行為一個動態庫搜索路徑。每次編輯完該文件后，都必須運行命令ldconfig使修改后的配置生效。我們通過例1來說明該方法。
例1：
我們通過以下命令用源程序pos_conf.c（見程序1）來創建動態庫 libpos.so，詳細創建過程請參考文[1]。
# gcc -c pos_conf.c
# gcc -shared -fPCI -o libpos.so pos_conf.o
#
- #include
- void pos()
- {
- printf("/root/test/conf/libn");
- }
#includevoid pos() { printf("/root/test/conf/libn"); }
程序1: pos_conf.c
接著通過以下命令編譯main.c（見程序2）生成目標程序pos。
# gcc -o pos main.c -L. -lpos
#
- void pos();
- int main()
- {
- pos();
- return 0;
- }
void pos();
int main()
{
pos();
return 0;
}
程序2: main.c
然后把庫文件移動到目錄/root/test/conf/lib中。
# mkdir -p /root/test/conf/lib
# mv libpos.so /root/test/conf/lib
#
最后編輯配置文件/etc/ld.so.conf，在該文件中追加一行"/root/test/conf/lib"。
運行程序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，原來在編輯完配置文件/etc/ld.so.conf后，沒有運行命令ldconfig，所以剛才的修改還未生效。我們運行ldconfig后再試試。
# ldconfig
# ./pos
/root/test/conf/lib
#
程序pos運行成功，并且打印出正確結果。
方法二：通過環境變量LD_LIBRARY_PATH 指定動態庫搜索路徑（！）。
通過設定環境變量LD_LIBRARY_PATH也可以指定動態庫搜索路徑。當通過該環境變量指定多個動態庫搜索路徑時，路徑之間用冒號":"分隔。
不過LD_LIBRARY_PATH的設定作用是全局的，過多的使用可能會影響到其他應用程序的運行，所以多用在調試。（LD_LIBRARY_PATH的缺陷和使用準則，可以參考《Why LD_LIBRARY_PATH is bad》）。通常情況下推薦還是使用gcc的-R或-rpath選項來在編譯時就指定庫的查找路徑，并且該庫的路徑信息保存在可執行文件中，運行時它會直接到該路徑查找庫，避免了使用LD_LIBRARY_PATH環境變量查找。
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序pos_env.c（見程序3）來創建動態庫libpos.so。
# gcc -c pos_env.c
# gcc -shared -fPCI -o libpos.so pos_env.o
#
- #include
- void pos()
- {
- printf("/root/test/env/libn");
- }
#includevoid pos() { printf("/root/test/env/libn"); }
程序3: pos_env.c
測試用的可執行文件pos可以使用例1中的得到的目標程序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后重新創建該庫一樣。這也是使用動態庫的優點之一。
然后把動態庫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來設置該環境變量，在設置該環境變量后所有的命令中，該環境變量都有效。
例如：
# export LD_LIBRARY_PATH=/root/test/env/lib
#
但本文為了舉例方便，使用另一種設置環境變量的方法，既在命令前加環境變量設置，該環境變量只對該命令有效，當該命令執行完成后，該環境變量就無效了。如下述命令：
# LD_LIBRARY_PATH=/root/test/env/lib ./pos /root/test/env/lib
#
程序pos運行成功，并且打印的結果是"/root/test/env/lib"，正是程序pos_env.c中的函數pos的運行結果。因此程序pos搜索到的動態庫是/root/test/env/lib/libpos.so。
方法三：在編譯目標代碼時指定該程序的動態庫搜索路徑。
還可以在編譯目標代碼時指定程序的動態庫搜索路徑。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索路徑時，路徑之間用冒號"："分隔。
例3：
我們通過以下命令用源程序pos.c（見程序4）來創建動態庫libpos.so。
# gcc -c pos.c
# gcc -shared -fPCI -o libpos.so pos.o
#
- #include
- void pos()
- {
- printf("./n");
- }
#includevoid pos() { printf("./n"); }
程序4: pos.c
因為我們需要在編譯目標代碼時指定可執行文件的動態庫搜索路徑，所以需要用gcc命令重新編譯源程序main.c(見程序2)來生成可執行文件pos。
# gcc -o pos main.c -L. -lpos -Wl,-rpath,./
#
再運行程序pos試試。
# ./pos
./
#
程序pos運行成功，輸出的結果正是pos.c中的函數pos的運行結果。因此程序pos搜索到的動態庫是./libpos.so。
以上介紹了三種指定動態庫搜索路徑的方法，加上默認的動態庫搜索路徑/lib和/usr/lib，共五種動態庫的搜索路徑，那么它們搜索的先后順序是什么呢？
在 介紹上述三種方法時，分別創建了動態庫./libpos.so、 /root/test/env/lib/libpos.so和/root/test/conf/lib/libpos.so。我們再用源程序 pos_lib.c（見程序5）來創建動態庫/lib/libpos.so，用源程序pos_usrlib.c（見程序6）來創建動態庫 /usr/lib/libpos.so。
- #include
- void pos()
- {
- printf("/libn");
- }
#includevoid pos() { printf("/libn"); }
程序5: pos_lib.c
- #include
- void pos()
- {
- printf("/usr/libn");
- }
#includevoid pos() { printf("/usr/libn"); }
程序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。但存儲的位置不同和公用函數pos 打印的結果不同。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中的可執行文件pos得到的結果不同獲知其搜索到了哪個動態庫，從而獲得第1個動態庫搜索順序，然后刪除該動態庫，再執行程序pos，獲得第2個動態庫搜索路徑，再刪除第2個被搜索到的動態庫，如此往復，將可得到Linux搜索動態庫的先后順序。程序pos執行的輸出結果和搜索到的動態庫的對應關系如表1所示：
| 程序pos輸出結果 | 使用的動態庫 | 對應的動態庫搜索路徑指定方式 |
|---|---|---|
| ./ | ./libpos.so | 編譯目標代碼時指定的動態庫搜索路徑 |
| /root/test/env/lib | /root/test/env/lib/libpos.so | 環境變量LD_LIBRARY_PATH指定的動態庫搜索路徑 |
| /root/test/conf/lib | /root/test/conf/lib/libpos.so | 配置文件/etc/ld.so.conf中指定的動態庫搜索路徑 |
| /lib | /lib/libpos.so | 默認的動態庫搜索路徑/lib |
| /usr/lib | /usr/lib/libpos.so | 默認的動態庫搜索路徑/usr/lib |
表1: 程序pos輸出結果和動態庫的對應關系
創建各個動態庫，并放置在相應的目錄中。測試環境就準備好了。執行程序pos，并在該命令行中設置環境變量LD_LIBRARY_PATH。
# LD_LIBRARY_PATH=/root/test/env/lib
#./pos
./
#
根據程序pos的輸出結果可知，最先搜索的是編譯目標代碼時指定的動態庫搜索路徑。然后我們把動態庫./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
#
根據程序pos的輸出結果可知，第2個動態庫搜索的路徑是環境變量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個動態庫的搜索路徑是配置文件/etc/ld.so.conf指定的路徑。刪除動態庫/root/test/conf/lib/libpos.so后再運行上述命令。
# 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個動態庫的搜索路徑是默認搜索路徑/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
#
最后的動態庫搜索路徑是默認搜索路徑/usr/lib。
綜合以上結果可知，動態庫的搜索路徑搜索的先后順序是：
1.編譯目標代碼時指定的動態庫搜索路徑；
2.環境變量LD_LIBRARY_PATH指定的動態庫搜索路徑；
3.配置文件/etc/ld.so.conf中指定的動態庫搜索路徑；
4.默認的動態庫搜索路徑/lib；
5.默認的動態庫搜索路徑/usr/lib。
在上述1、2、3指定動態庫搜索路徑時，都可指定多個動態庫搜索路徑，其搜索的先后順序是按指定路徑的先后順序搜索的。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。
關鍵字：動態庫搜索 /lib/libpos.so
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