關於linux動態連結共享庫(如何解決應用程式跑不起來not found等問題)

所謂linux中的Share Libraries和Dynamic linking扮演的角色類似Windows 中的dll檔案一樣。現在的OS作業系統中，大部分的程式都是動態連結的，就是說，很多程式在編譯成可執行程式時，會共享一些庫。這樣會帶來至少一個好處：應用程式可以減小自己的體積，對於各種各樣的應用程式中的OS來說，可以大大減少很多儲存空間了。

        Linux中存在兩種庫型別。 
1.一種稱之為靜態庫。以.a 字尾。這種庫本身在編譯成目標檔案的時候是和應用程式連結在一起的，所以編譯出來的應用程式相對較大。
2.第二種稱之為動態連結共享庫。 以.so為字尾。雖然這種庫形式只有一種，但是在使用中可以有兩種形式：
a.執行（runtime）時動態連結，共享庫在編譯器編譯時被連結，但並沒有包括在應用程式中（目標程式中），只在執行時連結。而且是必要的，如果沒有共享庫，程式將跑不起來。
b.執行中使用動態連結裝載器中的函式來進行動態的載入、解除安裝或者連結。如瀏覽器使用中裝載的各種外掛。


        我們知道Linux中的執行檔案使用的一種叫做ELF格式來表示。這是一種特殊的二進位制格式式。 ELF = Executable and Linkable Format，可執行連結格式，是UNIX系統實驗室（USL）作為應用程式二進位制介面（Application Binary Interface，ABI）而開發和釋出的。副檔名為elf。工具介面標準委員會(TIS)選擇了正在發展中的ELF標準作為工作在32位INTEL體系上不同作業系統之間可移植的二進位制檔案格式。
在移植的linux中經常碰到自己移植的檔案系統上經常會碰到，應用程式跑不起來，通常出現類似這樣的錯誤：
-/bin/sh: xxx not found. 
或者
xxx: error while loading shared libraries: libc.so.6: cannot open shared object file: No such file or directory
如果檔案系統已經移植好，能正常使用其他應用程式。那顯然是應用程式缺少了相關的庫了。一句話就是共享庫或動態連結出現了問題。


        我們知道一個程式要想在記憶體中執行，除了編譯之外還要經過連結和裝入這兩個步驟。當然linux中動態連結也是經過這三個過程。Linux 使用這個ld-linux.so*（我的平臺是使用ld-linux.so6）中的來裝載（其實這只是一個連結）其他庫。所以這個庫必須放在linux中/lib下。對於其他，通常我們共享庫放在/lib這個路徑下，而且也是系統預設的搜尋路徑。
Linux共享庫的搜尋路徑先後順序：
1、編譯目的碼時指定的動態庫搜尋路徑：在編譯的時候指定-Wl,-rpath=路徑
2、環境變數LD_LIBRARY_PATH指定的動態庫搜尋路徑
3、配置檔案/etc/ld.so.conf中指定的動態庫搜尋路徑
4、預設的動態庫搜尋路徑/lib
5、預設的動態庫搜尋路徑 /usr/lib

解決思路：

#readelf -a <檔案>

Program Headers:
  Type           Offset   VirtAddr   PhysAddr   FileSiz MemSiz  Flg Align
  PHDR           0x000034 0x00008034 0x00008034 0x000c0 0x000c0 R E 0x4
  INTERP         0x0000f4 0x000080f4 0x000080f4 0x00013 0x00013 R   0x1
      [Requesting program interpreter: /lib/ld-linux.so.3]
  LOAD           0x000000 0x00008000 0x00008000 0x0049c 0x0049c R E 0x8000
  LOAD           0x00049c 0x0001049c 0x0001049c 0x000ec 0x00108 RW  0x8000
  DYNAMIC        0x0004a8 0x000104a8 0x000104a8 0x000c0 0x000c0 RW  0x4
  GNU_STACK      0x000000 0x00000000 0x00000000 0x00000 0x00000 RWE 0x4

發現程式預設使用[Requesting program interpreter: /lib/ld-linux.so.3]作為聯結器，但是發現/lib目錄下面並沒有相關檔案，所以無法裝在執行檔案

#man gcc

-muclibc
           Use uClibc instead of the GNU C library.  This is the default on *-*-linux-*uclibc* targets.

發現如果不加-muclibc這條命令的話，編譯器預設是尋找GUN 的c library

於是在編譯是加上了-muclibc

Program Headers:
  Type           Offset   VirtAddr   PhysAddr   FileSiz MemSiz  Flg Align
  PHDR           0x000034 0x00008034 0x00008034 0x000c0 0x000c0 R E 0x4
  INTERP         0x0000f4 0x000080f4 0x000080f4 0x00013 0x00013 R   0x1
[Requesting program interpreter: /lib/ld-uClibc.so.0]
  LOAD           0x000000 0x00008000 0x00008000 0x0049c 0x0049c R E 0x8000
  LOAD           0x00049c 0x0001049c 0x0001049c 0x000ec 0x00108 RW  0x8000
  DYNAMIC        0x0004a8 0x000104a8 0x000104a8 0x000c0 0x000c0 RW  0x4
  GNU_STACK      0x000000 0x00000000 0x00000000 0x00000 0x00000 RWE 0x4

發現裝載器終於變成了[Requesting program interpreter: /lib/ld-uClibc.so.0]

執行編譯檔案，成功！！！！

那麼為什麼當前gcc預設會指向/lib/ld-linux.so.3檔案呢？

#arm-linux-gcc -dumpspecs >`arm-linux-gcc -print-libgcc-file-name `/specs

#vi specs

發現link中

*link:
%{!static:--eh-frame-hdr} %{h*} %{version:-v}    %{b}    %{static:-Bstatic}    %{shared:-shared}    %{symbolic:-Bsymbolic}    %{rdynamic:-export-dynamic}    %{!dynamic-linker:-dynamic-linker %{muclibc:%{mglibc:%e-mglibc and -muclibc used together}/lib/ld-uClibc.so.0;:/lib/ld-linux.so.3}}    -X    %{mbig-endian:-EB} %{mlittle-endian:-EL} -m armelf_linux_eabi

包含/lib/ld-linux.so.3資訊,好的，我們幹掉他，替換成自己喜歡的吧，神馬？不會修改？請參閱：http://blog.csdn.net/dragon101788/article/details/17509987

參考解決的思路，首先要卻定自己編譯的程式是否編譯於目標平臺的以及相關的資訊然後設定好動連結共享庫環境。結合例子helloarm程式。

[email protected]:~/mylinux$ file helloarm
helloarm: ELF 32-bit LSB> Data>Description
  GNU0x00000010NT_GNU_ABI_TAG (ABI version tag)
Attribute Section: aeabi
File Attributes
  Tag_CPU_name: "4T"
  Tag_CPU_arch: v4T
  Tag_ARM_ISA_use: Yes
  Tag_THUMB_ISA_use: Thumb-1
  Tag_ABI_PCS_wchar_t: 4
  Tag_ABI_FP_denormal: Needed
  Tag_ABI_FP_exceptions: Needed
  Tag_ABI_FP_number_model: IEEE 754
  Tag_ABI_align_needed: 8-byte
  Tag_ABI_enum_size: int
        從以上可以看出helloarm程式的目標平臺是ARMv4T，而且已經使用動態連結共享庫。
檢視應用程式所需要的庫：
[email protected]:~/mylinux$ readelf -d helloarm |grep NEEDED


Dynamic section at offset 0x5a8 contains 25 entries:
  Tag        Type                         Name/Value
 0x00000001 (NEEDED)                     Shared library: [libgcc_s.so.1]
 0x00000001 (NEEDED)                     Shared library: [libc.so.6]
  …
        所需要的庫檔案分別是: libgcc_s.so.1和libc.so.6
        所以,最後我們將ld-linux-so6、libgcc_s.so.1、libc.so.6直接放到預設中/lib下面即可。當然也可以可以在/etc下新建ld.so.conf類似這樣：
#/etc/ld.so.conf
/usr/X11R6/lib
/usr/lib
...
..
/usr/lib/sane
/usr/lib/mysql
/opt/lib


        或者通過export LD_LIBRARY_PATH=路徑:$LD_LIBRARY_PATHLl來自定義。
設定好之後，你的應用程式就可以跑起來了。He~
[[email protected] /]# ls
bin         helloarm    linuxrc     proc        sys         var
dev         home        lost+found  root        tmp
etc         lib         mnt         sbin        usr
[[email protected] /]# ./helloarm
Hello arm !
I am running on GNU/linux !
Bye-Bye!
[[email protected] /]#