文章目錄

RPATH與RUNPATH的差別
- 源檔案
- 複現步驟
- 問題原因
- - 排除共享庫本身問題
  - 分析庫查找過程
  - RPATH與RUNPATH的差別
- 解決方案
- - LD_LIBRARY_PATH（不推薦）
  - --disable-new-dtags
- 參考

本文從一個實際遇到的問題出發，分析

RPATH

與

RUNPATH

的差別，以及産生的原因。

RPATH與RUNPATH的差別

年前更新了作業系統後，同樣的代碼在新系統編譯後無法執行，提示找不到依賴庫，本文用來記錄一下是如何解決這個問題的。

源檔案

main.c

：

#include "a.h"

int main() {
	a();
	return 0;
}

libA.so

：

// a.c
#include "b.h"

void a() {
	b();
}

// a.h
void a();

ubuntu 16.04(gcc version 5.4.0)

：

$ gcc -fPIC -shared a.c -I. -L. -lB -o libA.so

libB.so

：

// b.c
#include <stdio.h>

void b() {
	printf("Hello, World\n");
}

// b.h
void b();

ubuntu 16.04(gcc version 5.4.0)

：

$ gcc -fPIC -shared -I. b.c -o libB.so

函數調用依賴關系： main -> a -> b 。

複現步驟

分别在 ubuntu 16.04(gcc version 5.4.0) 和 ubuntu 20.04(gcc version 9.3.0) 編譯可執行程式：

$ gcc -I. -o main main.c -Wl,--rpath,. -L. -lA -lB

在 ubuntu 16.04(gcc version 5.4.0) 運作成功：

$ ./main
Hello, World

在 ubuntu 20.04(gcc version 9.3.0) 運作失敗：

$ ./main 
./main: error while loading shared libraries: libB.so: cannot open shared object file: No such file or directory

錯誤提示為找不到可執行程式 ./main 依賴的共享庫 libB.so 。

問題原因

排除共享庫本身問題

首先，由于

libA.so

和

libB.so

是在

ubuntu 16.04(gcc version 5.4.0)

上編譯的，是以重新在

ubuntu 20.04(gcc version 9.3.0)

上編譯

libA.so

和

libB.so

，并重複複現步驟，現象相同，說明不是

libA.so

和

libB.so

導緻的問題；

分析庫查找過程

使用

LD_DEBUG

，打開連結器的調試功能，分析共享庫的查找過程：

ubuntu 16.04(gcc version 5.4.0)

：

$ LD_DEBUG=libs ./main                                                        [16:37:15]
     22331:	find library=libA.so [0]; searching
     22331:	 search path=./tls/x86_64:./tls:./x86_64:.		(RPATH from file ./main)
......
     22331:	  trying file=./libA.so
......
     22331:	find library=libB.so [0]; searching
     22331:	 search path=./tls/x86_64:./tls:./x86_64:.		(RPATH from file ./main)
......
     22331:	  trying file=./libB.so
 ......

ubuntu 20.04(gcc version 9.3.0)

：

$ LD_DEBUG=libs ./main
     33218:	find library=libA.so [0]; searching
     33218:	 search path=./tls/haswell/x86_64:./tls/haswell:./tls/x86_64:./tls:./haswell/x86_64:./haswell:./x86_64:.		(RUNPATH from file ./main)
......
     33218:	  trying file=./libA.so
......
     33218:	find library=libB.so [0]; searching
     33218:	 search cache=/etc/ld.so.cache
     33218:	 search path=/lib/x86_64-linux-gnu/tls/haswell/x86_64:/lib/x86_64-linux-gnu/tls/haswell:/lib/x86_64-linux-gnu/tls/x86_64:/lib/x86_64-linux-gnu/tls:/lib/x86_64-linux-gnu/haswell/x86_64:/lib/x86_64-linux-gnu/haswell:/lib/x86_64-linux-gnu/x86_64:/lib/x86_64-linux-gnu:/usr/lib/x86_64-linux-gnu/tls/haswell/x86_64:/usr/lib/x86_64-linux-gnu/tls/haswell:/usr/lib/x86_64-linux-gnu/tls/x86_64:/usr/lib/x86_64-linux-gnu/tls:/usr/lib/x86_64-linux-gnu/haswell/x86_64:/usr/lib/x86_64-linux-gnu/haswell:/usr/lib/x86_64-linux-gnu/x86_64:/usr/lib/x86_64-linux-gnu:/lib/tls/haswell/x86_64:/lib/tls/haswell:/lib/tls/x86_64:/lib/tls:/lib/haswell/x86_64:/lib/haswell:/lib/x86_64:/lib:/usr/lib/tls/haswell/x86_64:/usr/lib/tls/haswell:/usr/lib/tls/x86_64:/usr/lib/tls:/usr/lib/haswell/x86_64:/usr/lib/haswell:/usr/lib/x86_64:/usr/lib		(system search path)
......
./main: error while loading shared libraries: libB.so: cannot open shared object file: No such file or directory

結果在

ubuntu 20.04(gcc version 9.3.0)

中，可以正确查找到

libA.so

，但是無法正确查找到

libB.so

。

libB.so

的查找路徑是

system search path

，而非我們在編譯時設定的查找時路徑

./

，導緻可執行程式無法加載

libB.so

。

動态連結器對共享庫的查找順序：

LD_LIBRARY_PATH 、 -L 和 -rpath ；

/etc/ld.so.cache ；

預設共享庫目錄： /usr/lib 、 /lib ；

RPATH與RUNPATH的差別

由上分析可以得出是共享庫運作時加載路徑非法導緻的問題，在排除設定

LD_LIBRARY_PATH

等環境變量的情況下，可以将焦點鎖定在使用的連結選項

-rpath

上，檢視源檔案依賴：

ubuntu 16.04(gcc version 5.4.0)

：

$ readelf -d main
Dynamic section at offset 0xe08 contains 26 entries:
  Tag        Type                         Name/Value
 0x0000000000000001 (NEEDED)             Shared library: [libA.so]
 0x0000000000000001 (NEEDED)             Shared library: [libc.so.6]
 0x000000000000000f (RPATH)              Library rpath: [.]
 
 $ readelf -d libA.so
Dynamic section at offset 0xe08 contains 25 entries:
  Tag        Type                         Name/Value
 0x0000000000000001 (NEEDED)             Shared library: [libB.so]
 0x0000000000000001 (NEEDED)             Shared library: [libc.so.6]
 
 $ readelf -d libB.so
Dynamic section at offset 0xe18 contains 24 entries:
  Tag        Type                         Name/Value
 0x0000000000000001 (NEEDED)             Shared library: [libc.so.6]

ubuntu 20.04(gcc version 9.3.0)

：

$ readelf -d main 
Dynamic section at offset 0x2da8 contains 29 entries:
  Tag        Type                         Name/Value
 0x0000000000000001 (NEEDED)             Shared library: [libA.so]
 0x0000000000000001 (NEEDED)             Shared library: [libc.so.6]
 0x000000000000001d (RUNPATH)            Library runpath: [.]
 
 $ readelf -d libA.so 
Dynamic section at offset 0xe08 contains 25 entries:
  Tag        Type                         Name/Value
 0x0000000000000001 (NEEDED)             Shared library: [libB.so]
 0x0000000000000001 (NEEDED)             Shared library: [libc.so.6]
 
 $ readelf -d libB.so 
Dynamic section at offset 0xe18 contains 24 entries:
  Tag        Type                         Name/Value
 0x0000000000000001 (NEEDED)             Shared library: [libc.so.6]

發現在

ubuntu 20.04(gcc version 9.3.0)

上

RPATH

變成了

RUNPATH

，說明連結器選項

-rpath

的行為發生了改變。

源檔案依賴關系： main -> libA.so -> libB.so ；

綜上，問題的原因是

ubuntu 20.04(gcc version 9.3.0)

上，連結器選項

-rpath

的行為發生改變，預設配置為

RUNPATH

而不是

RPATH

；由于

RUNPATH

不适用于間接依賴的庫，是以導緻在

ubuntu 20.04(gcc version 9.3.0)

上隻能正确查找到

libA.so

，而無法正确查找到

libB.so

。

gcc version >= 7.5.0 時， -rpath 預設行為即發生改變。

解決方案

LD_LIBRARY_PATH（不推薦）

LD_LIBRARY_PATH

是一個環境變量，作用是臨時改變連結器的加載路徑，可以存儲多個路徑，用冒号分隔：

$ export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:./libs

不推薦的原因：

若全局設定 LD_LIBRARY_PATH ，會影響其它應用程式的共享庫加載過程；
若隻在該應用程式啟動時局部設定 LD_LIBRARY_PATH ，則每次啟動都需要設定，步驟過于繁瑣；

–disable-new-dtags

可以使用

-Wl,--disable-new-dtags

選項來使連結器保持舊行為，即在

ubuntu 20.04(gcc version 9.3.0)

使用如下指令編譯：

$ gcc -I. -o main main.c -Wl,--disable-new-dtags,--rpath,. -L. -lA -lB

重新運作并檢視依賴：

$ ./main 
Hello, World

$ readelf -d main
Dynamic section at offset 0x2da8 contains 29 entries:
  Tag        Type                         Name/Value
 0x0000000000000001 (NEEDED)             Shared library: [libA.so]
 0x0000000000000001 (NEEDED)             Shared library: [libc.so.6]
 0x000000000000000f (RPATH)              Library rpath: [.]

可執行程式

main

可以正确運作，

RUNPATH

也變成了

RPATH

，連結器行為與

ubuntu 16.04(gcc version 5.4.0)

保持一緻了。

同理，也有 -Wl,--enable-new-dtags 選項來使連結器保持新行為

如下為官方解釋：

--enable-new-dtags
--disable-new-dtags
This linker can create the new dynamic tags in ELF. But the older ELF systems may not understand them. If you specify --enable-new-dtags, the new dynamic tags will be created as needed and older dynamic tags will be omitted. If you specify --disable-new-dtags, no new dynamic tags will be created. By default, the new dynamic tags are not created. Note that those options are only available for ELF systems.

參考

How to set RPATH and RUNPATH with GCC/LD?
use RPATH but not RUNPATH?

微信公衆号同步更新，微信搜尋"AnSwEr不是答案"或者掃描二維碼，即可訂閱。

RPATH與RUNPATH的差別RPATH與RUNPATH的差別

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Blog：http://www.answerywj.com
Email：[email protected]
Weibo：@AnSwEr不是答案

RPATH與RUNPATH的差別RPATH與RUNPATH的差別

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RPATH與RUNPATH的差別

源檔案

複現步驟

問題原因

排除共享庫本身問題

分析庫查找過程

RPATH與RUNPATH的差別

解決方案

LD_LIBRARY_PATH（不推薦）

–disable-new-dtags

參考

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