Linux下gcc编译中关于头文件与库文件搜索路径相关问题（二）

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 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 <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。

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 <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 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。 -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。

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 <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 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 <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

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。