为什么--在构建共享库时，rpath被取代？

Question

我正在CentOS机器上工作。我有一个文件(test.c)，正在编译成一个共享库。

test.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <quadmath.h>
int my_func(void){
    __float128 r;
    r = strtoflt128 ("1.2345678", NULL);
    int * b = malloc(sizeof(int) * 5);
    double a = 10*M_PI_2q;
    printf("Hello world  %f\n",a);
    return 0;
}

要编译它：

$ gcc -c -fPIC test.c -o test.o
$ gcc -shared -Wl,--verbose -Wl,-soname,poo.so -Wl,-rpath,/opt/gcc/5.5.0/lib/ -o poo.so test.o -lquadmath
$ echo $LD_LIBRARY_PATH   ### This shouldn't matter?
    /opt/gcc/5.5.0/lib

从ld的详细输出来看，似乎找到了/opt/gcc/5.5.0/lib64/libquadmath.so.0 (这正是我想要的)。也就是说。

.
.
.
attempt to open /opt/gcc/5.5.0/bin/../lib/gcc/x86_64-unknown-linux-gnu/5.5.0/libquadmath.so failed
attempt to open /opt/gcc/5.5.0/bin/../lib/gcc/x86_64-unknown-linux-gnu/5.5.0/libquadmath.a failed
attempt to open /opt/gcc/5.5.0/bin/../lib/gcc/libquadmath.so failed
attempt to open /opt/gcc/5.5.0/bin/../lib/gcc/libquadmath.a failed
attempt to open /opt/gcc/5.5.0/bin/../lib/gcc/x86_64-unknown-linux-gnu/5.5.0/../../../../lib64/libquadmath.so succeeded 
-lquadmath (/opt/gcc/5.5.0/bin/../lib/gcc/x86_64-unknown-linux-gnu/5.5.0/../../../../lib64/libquadmath.so)
 .
 .
 .

但是，当我使用ldd poo.so时，它没有正确的库。也就是说。

$ ldd poo.so 
    linux-vdso.so.1 =>  (0x00007fffc0e8e000)
    libquadmath.so.0 => /act/gcc-4.7.2/lib64/libquadmath.so.0 (0x00002aea8fd39000)
    libc.so.6 => /lib64/libc.so.6 (0x00002aea8ff6f000)
    libm.so.6 => /lib64/libm.so.6 (0x00002aea90303000)
    /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00002aea8f8f2000)

我使用的是gcc版本5.5.0，并且希望poo.so链接到/opt/gcc/5.5.0/lib/libquadmath.so.0，而不是4.7.2版本。

我认为这与/etc/ld.so.conf中指定旧库位置的文件的存在有关。也就是说。

$ cat /etc/ld.so.conf.d/gcc-4.7.2.conf 
/act/gcc-4.7.2/lib64
/act/gcc-4.7.2/lib

ld的手册页(如我所询问的这里)不太有用。

linking ：我在链接和构建共享库时指定了-rpath，但我不明白为什么它会找到老版本的gcc-4.7.2版本的四边形库。为什么链接器似乎对/etc/ld.so.conf中的路径进行优先排序而忽略了-rpath选项？如何在编译时指定库位置，以及如何解决这个问题？

Answer 1

要理解解决办法，首先必须了解错误的思想。

1. 我没有意识到有两个实用程序正在进行链接。有ld (在编译时使用)和ld.so (在运行时使用)。ld.so的手册页描述了如何在运行时找到库。总之，搜索： ( a) DT_RPATH中指定的目录 ( b) LD_LIBRARY_PATH中指定的目录 ( c)二进制的DT_RUNPATH动态部分中的目录(如果存在) ( d)缓存文件/etc/ld.so.cache ( e)默认路径/lib，然后是/usr/lib
2. ld的手册页主要让我感到困惑。它在-rpath选项下写道： 将目录添加到运行时库搜索路径。这在将ELF可执行文件与共享对象链接时使用。

我认为在构建共享库时传递-rpath可以保证它可以在不需要设置LD_LIBRARY_PATH的情况下找到库。错误的。这个特性只在构建可执行(而不是共享库)时才有用。有一个-rpath-link选项，但我不知道如何使它工作。

您可以通过执行以下操作来看到这一点：

$ cat test2.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <quadmath.h>
int main(void){
    __float128 r;
    r = strtoflt128 ("1.2345678", NULL);
    int * b = malloc(sizeof(int) * 5); 
    double a = 10*M_PI_2q;
    printf("Hello world  %f\n",a);
    return 0;
}
$ export LD_LIBRARY_PATH=
$ which gcc 
/opt/gcc/5.5.0/bin/gcc
$ gcc -Wl,-rpath,/opt/gcc/5.5.0/lib64 test2.c -lquadmath
$ ldd a.out 
linux-vdso.so.1 =>  (0x00007fffff34f000)
libquadmath.so.0 => /opt/gcc/5.5.0/lib64/libquadmath.so.0 (0x00002b9c35e07000)
libc.so.6 => /lib64/libc.so.6 (0x00002b9c36069000)
libm.so.6 => /lib64/libm.so.6 (0x00002b9c363fd000)
/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00002b9c35be5000)
$ readelf -a a.out  | grep -i rpath
0x000000000000000f (RPATH)              Library rpath: [/opt/gcc/5.5.0/lib64]

1. 链接器找到正确库的方法是利用/opt/gcc/5.5.0/bin/gcc的路径并查看与它相关的相对路径。我通过设置export LD_LIBRARY_PATH=和排除rpath参数(即gcc -shared -Wl,--verbose -Wl,-soname,poo.so -o poo.so test.o -lquadmath )来检查这一点。即使如此，它仍然能够链接到正确的libquadmath.so.0库。
2. /opt/gcc/5.5.0/lib/libquadmath.so.0.无法找到正确的库是因为它希望libquadmath.so.0库的64位版本不是libquadmath.so.0。这是库的32位版本.当您检查两个版本的库并看到它们分别是ELF64和ELF32 (例如readelf -a /opt/gcc/5.5.0/lib64/libquadmath.so.0 | grep Class)时，这一点就很明显了。
3. 由于我从未指定它要查找的正确库的路径，因此ld.so默认会查看/etc/ld.conf.cache (它构建在`/etc/ld.conf.d/‘上)，以决定要查找哪些目录。这就是为什么它发现了4.7.2版本的四边形。
4. 要在运行时获得正确的库，我需要设置export LD_LIBRARY_PATH=/opt/gcc/5.5.0/lib64。

汇总，它使用ld (b/c，查看gcc的相对路径)在编译时找到正确的库，但在运行时找不到正确的库(b/c LD_LIBRARY_PATH设置错误)。解决方案是：export LD_LIBRARY_PATH=/opt/gcc/5.5.0/lib64。在构建共享库时，-rpath不是有效的选项。

Answer 2

由-rpath选项指定的路径将被硬编码为您创建的二进制文件。在运行时，ld将优先从这些路径搜索依赖库。这是由ld.so决定的。

但是，在编译程序时，链接器将从LD_LIBRARY_PATH和-L选项指定的文件夹中搜索依赖库。编译时，-rpath指定的路径不生效.这是由ld，GNU链接器决定的。