工作日志1:linux环境编译问题.

众所周知，Linux动态库的默认搜索路径是/lib和/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。 

例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
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。 
    不过LD_LIBRARY_PATH的设定作用是全局的，过多的使用可能会影响到其他应用程序的运行，所以多用在调试。（LD_LIBRARY_PATH的缺陷和使用准则，可以参考《Why LD_LIBRARY_PATH is bad》 ）。通常情况下推荐还是使用gcc的-R或-rpath选项来在编译时就指定库的查找路径，并且该库的路径信息保存在可执行文件中，运行时它会直接到该路 径查找库，避免了使用LD_LIBRARY_PATH环境变量查找。 

下面通过例2来说明本方法。 

例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
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和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。这是通过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。 

例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
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。 



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和/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和/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
void pos() {
    printf("/lib/n");
}

程序5: pos_lib.c 

#include
void pos() {
    printf("/usr/lib/n");
}

程序6: pos_usrlib.c 

这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 

表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 


第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 


第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。