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Linux下gcc编译中关于头文件与库文件搜索路径相关问题(二)

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Linux 指定动态库路径

 

众所周知, Linux 动态库的默认搜索路径是 /lib /usr/lib 。动态库被创建后,一般都复制到这两个目录中。当程序执行时需要某动态库, 并且该动态库还未加载到内存中,则系统会自动到这两个默认搜索路径中去查找相应的动态库文件,然后加载该文件到内存中,这样程序就可以使用该动态库中的函 数,以及该动态库的其它资源了。在 Linux 中,动态库的搜索路径除了默认的搜索路径外,还可以通过以下三种方法来指定。

 

方法一:在配置文件 /etc/ld.so.conf 中指定动态库搜索路径。

 

可以通过编辑配置文件 /etc/ld.so.conf 来指定动态库的搜索路径,该文件中每行为一个动态库搜索路径。每次编辑完该文件后,都必须运行命令 ldconfig 使修改后的配置生效 。我们通过例 1 来说明该方法。

1

我们通过以下命令用源程序 pos_conf.c (见程序 1 )来创建动态库 libpos.so ,详细创建过程请参考文 [1]

# gcc -c pos_conf.c
         # gcc -shared -fPCI -o libpos.so pos_conf.o
         #

 

#include <stdio.h>
         void pos()
         {
                 printf("/root/test/conf/lib\n");
          }
         
程序 1: pos_conf.c

 

接着通过以下命令编译 main.c (见程序 2 )生成目标程序 pos

# gcc -o pos main.c -L. -lpos
  #

void pos();
        int main()
        {
             pos();
              return 0;
         }
       
程序 2: main.c

然后把库文件移动到目录 /root/test/conf/lib 中。

# mkdir -p /root/test/conf/lib
         # mv libpos.so /root/test/conf/lib
          #

最后编辑配置文件 /etc/ld.so.conf ,在该文件中追加一行 "/root/test/conf/lib"

运行程序 pos 试试。

# ./pos
         ./pos: error while loading shared libraries: libpos.so: cannot open shared object file: No such file or directory
          #

出错了,系统未找到动态库 libpos.so 。找找原因,原来在编辑完配置文件 /etc/ld.so.conf 后,没有运行命令 ldconfig ,所以刚才的修改还未生效。我们运行 ldconfig 后再试试。

# ldconfig
         # ./pos
          /root/test/conf/lib
           #

程序 pos 运行成功,并且打印出正确结果。

 

方法二:通过环境变量 LD_LIBRARY_PATH 指定动态库搜索路径。

 

通过设定环境变量 LD_LIBRARY_PATH 也可以指定动态库搜索路径。当通过该环境变量指定多个动态库搜索路径时,路径之间用冒号 " " 分隔。下面通过例 2 来说明本方法。

2

我们通过以下命令用源程序 pos_env.c (见程序 3 )来创建动态库 libpos.so

# gcc -c pos_env.c
         # gcc -shared -fPCI -o libpos.so pos_env.o
          #

#include <stdio.h>
        void pos()
         {
               printf("/root/test/env/lib\n");
          }
       
程序 3: pos_env.c

测试用的可执行文件 pos 可以使用例 1 中的得到的目标程序 pos ,不需要再次编译。因为 pos_conf.c 中的函数 pos pos_env.c 中的函数 pos 函数原型一致,且动态库名相同,这就好比修改动态库 pos 后重新创建该库一样。这也是使用动态库的优点之一。

然后把动态库 libpos.so 移动到目录 /root/test/conf/lib 中。

# mkdir -p /root/test/env/lib
         # mv libpos.so /root/test/env/lib
          #

我们可以使用 export 来设置该环境变量,在设置该环境变量后所有的命令中,该环境变量都有效。

例如:

# export LD_LIBRARY_PATH=/root/test/env/lib
         #

但本文为了举例方便,使用另一种设置环境变量的方法,既在命令前加环境变量设置,该环境变量只对该命令有效,当该命令执行完成后,该环境变量就无效了。如下述命令:

# LD_LIBRARY_PATH=/root/test/env/lib ./pos
        /root/test/env/lib
         #

程序 pos 运行成功,并且打印的结果是 "/root/test/env/lib" ,正是程序 pos_env.c 中的函数 pos 的运行结果。因此程序 pos 搜索到的动态库是 /root/test/env/lib/libpos.so

 

方法三:在编译目标代码时指定该程序的动态库搜索路径。

 

还可以在编译目标代码时指定程序的动态库搜索路径。 -Wl, 表示后面的参数将传给 link 程序 ld (因为 gcc 可能会自动调用 ld )。这里通过 gcc 的参数 "-Wl,-rpath," 指定(如例 3 所示)。当指定多个动态库搜索路径时,路径之间用冒号 " " 分隔。

3

我们通过以下命令用源程序 pos.c (见程序 4 )来创建动态库 libpos.so

# gcc -c pos.c
         # gcc -shared -fPCI -o libpos.so pos.o
          #

#include <stdio.h>
        void pos()
         {
               printf("./\n");
         }
        
程序 4: pos.c

因为我们需要在编译目标代码时指定可执行文件的动态库搜索路径,所以需要用 gcc 命令重新编译源程序 main.c( 见程序 2) 来生成可执行文件 pos

# gcc -o pos main.c -L. -lpos -Wl,-rpath,./
         #

再运行程序 pos 试试。

# ./pos
         ./
          #

程序 pos 运行成功,输出的结果正是 pos.c 中的函数 pos 的运行结果。因此程序 pos 搜索到的动态库是 ./libpos.so

example:

gcc -Wl,-rpath,/home/arc/test,-rpath,/lib/,-rpath,/usr/lib/,-rpath,/usr/local/lib test.c

以上介绍了三种指定动态库搜索路径的方法,加上默认的动态库搜索路径 /lib /usr/lib ,共五种动态库的搜索路径,那么它们搜索的先后顺序是什么呢?

在介绍上述三种方法时,分别创建了动态库 ./libpos.so /root/test/env/lib/libpos.so /root/test/conf/lib/libpos.so 。我们再用源程序 pos_lib.c (见程序 5 )来创建动态库 /lib/libpos.so ,用源程序 pos_usrlib.c (见程序 6 )来创建动态库 /usr/lib/libpos.so

#include <stdio.h>
         void pos()
          {
                 printf("/lib\n");
           }
         
程序 5: pos_lib.c

#include <stdio.h>
        void pos()
         {
                printf("/usr/lib\n");
         }
       
程序 6: pos_usrlib.c

样我们得到五个动态库 libpos.so ,这些动态库的名字相同,且都包含相同函数原型 的公用函数 pos 。但存储的位置不同和公用函数 pos 打印的结果不同。每个动态库中的公用函数 pos 都输出该动态库所存放的位置。这样我们可以通过执行例 3 中的可执行文件 pos 得到的结果不同获知其搜索到了 哪个动态库,从而获得第 1 个动态库搜索顺序,然后删除该动态库,再执行程序 pos ,获得第 2 个动态库搜索路径,再删除第 2 个被搜索到的动态库,如此往复, 将可得到 Linux 搜索动态库的先后顺序。 程序 pos 执行的输出结果和搜索到的动态库的对应关系如表 1 所示:

程序 pos 输出结果

使用的动态库

对应的动态库搜索路径指定方式

./

./libpos.so

编译目标代码时指定的动态库搜索路径

/root/test/env/lib

/root/test/env/lib/libpos.so

环境变量 LD_LIBRARY_PATH 指定的动态库搜索路径

/root/test/conf/lib

/root/test/conf/lib/libpos.so

配置文件 /etc/ld.so.conf 中指定的动态库搜索路径

/lib

/lib/libpos.so

默认的动态库搜索路径 /lib

/usr/lib

/usr/lib/libpos.so

默认的动态库搜索路径 /usr/lib

1: 程序 pos 输出结果和动态库的对应关系

创建各个动态库,并放置在相应的目录中。测试环境就准备好了。执行程序 pos ,并在该命令行中设置环境变量 LD_LIBRARY_PATH

# LD_LIBRARY_PATH=/root/test/env/lib ./pos
          ./
          #

根据程序 pos 的输出结果可知,最先搜索的是编译目标代码时指定的动态库搜索路径。然后我们把动态库 ./libpos.so 删除了,再运行上述命令试试。

# rm libpos.so
        rm: remove regular file `libpos.so'? y
        # LD_LIBRARY_PATH=/root/test/env/lib ./pos
        /root/test/env/lib
        #

根据程序 pos 的输出结果可知,第 2 个动态库搜索的路径是环境变量 LD_LIBRARY_PATH 指定的。我们再把 /root/test/env/lib/libpos.so 删除,运行上述命令。

# 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
        #

3 个动态库的搜索路径是配置文件 /etc/ld.so.conf 指定的路径。删除动态库 /root/test/conf/lib/libpos.so 后再运行上述命令。

# 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
        #

4 个动态库的搜索路径是默认搜索路径 /lib 。我们再删除动态库 /lib/libpos.so ,运行上述命令。

# rm /lib/libpos.so
        rm: remove regular file `/lib/libpos.so'? y
        # LD_LIBRARY_PATH=/root/test/env/lib ./pos
        /usr/lib
        #

最后的动态库搜索路径是默认搜索路径 /usr/lib

综合以上结果可知,动态库的搜索路径搜索的先后顺序是:

1. 编译目标代码时指定的动态库搜索路径;

2. 环境变量 LD_LIBRARY_PATH 指定的动态库搜索路径;

3. 配置文件 /etc/ld.so.conf 中指定的动态库搜索路径;

4. 默认的动态库搜索路径 /lib

5. 默认的动态库搜索路径 /usr/lib

在上述 1 2 3 指定动态库搜索路径时,都可指定多个动态库搜索路径,其搜索的先后顺序是按指定路径的先后顺序搜索的。对此本文不再举例说明,有兴趣的读者可以参照本文的方法验证。

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