Linux下动态共享库加载时的搜索路径详解

对动态库的实际应用还不太熟悉的读者可能曾经遇到过类似“error while loading shared libraries”这样的错误，这是典型的因为需要的动态库不在动态链接器ld.so的搜索路径设置当中导致的。
具体说来，动态链接器ld.so按照下面的顺序来搜索需要的动态共享库：
1．ELF可执行文件中动态段中DT_RPATH所指定的路径。这实际上是通过一种不算很常用，却比较实用的方法所设置的：编译目标代码时，可以对gcc加入链接参数“-Wl,-rpath”指定动态库搜索路径；
2．环境变量LD_LIBRARY_PATH指定的动态库搜索路径；
3．/etc/ld.so.cache中所缓存的动态库路径（如果支持ld.so.cache的话）。这可以通过修改配置文件/etc/ld.so.conf中指定的动态库搜索路径来改变；
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
嵌入式Linux系统的实际应用中，1和2被经常使用，也有一些相对简单的的嵌入式系统会采用4或5的路径来规范动态库。3在嵌入式系统中使用的比较少，因为有很多系统根本就不支持ld.so.cache。
    4和5的方式非常简单，只要将所需要的库放到/lib或/usr/lib就可以解决找不到库的问题，不过对于大一些的系统来说，不太方便管理。1和2的方式要稍微复杂一些，下面我们用一个非常简单的例子来说明如何应用。
首先编写一个最简单的动态共享库，源代码pirnt.c如下：
     1  #include
     2
     3  void print_foo()
     4  {
     5      printf("fooooooooo\n");
     6  }
注意将它编译成共享库：
# gcc print.c -shared -o libprint.so
# file libprint.so
libprint.so: ELF 32-bit LSB shared object, Intel 80386, version 1 (SYSV), not stripped
调用该共享库main.c代码如下：
     1  #include
     2
     3  extern void print_foo();
     4
     5  int main()
     6  {
     7      print_foo();
     8         
     9      return 0;
    10  }
编译之后的运行结果如下：
# gcc main.c -L./ -lprint -o pfoo
# ./pfoo
./pfoo: error while loading shared libraries: libprint.so: cannot open shared object file: No such file or directory
这便是典型的找不到动态库的错误。通常我们可以通过设置环境变量LD_LIBRARY_PATH来指定动态库的搜索路径（即上面的方法2），比如这样就可以正确运行了：
# export LD_LIBRARY_PATH=./
# ./pfoo
fooooooooo
但这种方法有一个明显的缺点：一旦LD_LIBRARY_PATH被设定，则在这个环境变量生效的范围之内，所有其他的ELF可执行程序也会按照这个顺序去搜索动态库，这样势必会造成搜索时的一些浪费。
我们也可以使用另外一种方案来解决这种问题，即利用参数“-Wl,-rpath”在编译时指定运行时的搜索路径（即上面的方法1），如下所示：
# unset LD_LIBRARY_PATH
# echo $LD_LIBRARY_PATH
# gcc main.c -L./ -lprint -o pfoo_r -Wl,-rpath=./
# ./pfoo
./pfoo: error while loading shared libraries: libprint.so: cannot open shared object file: No such file or directory
# ./pfoo_r
fooooooooo
我们首先unset了LD_LIBRARY_PATH，可以看到它已经不再有效了（当然这不是使用参数“-Wl,-rpath”的必要步骤，在这里只是为了说明它已经不再起作用了），而且”pfoo”程序运行时也会发生找不到库的错误，而我们加入编译参数“-Wl,-rpath,./”之后得到的pfoo_r程序则能正常运行。
事实上我们可以通过readelf工具来查看两个文件的差异：