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导读 | 不知道你是否遇到这样的场景:应用程序中需要使用两个动态库里的不同功能的函数,但是这两个动态库的作者发生心灵感应了,居然起了完全一样的动态库名字,这该如何是好? |
具体来说面对的问题是:在编译可执行程序的时候,通过 gcc 编译参数的 -lXXX 就可以动态链接一个动态库。但是,现在你想链接两个动态库,它们的名字是一样的!!怎么办?
第一个动态库文件现在,假设我们在开发一个机器人应用程序,需要用到一个第三方动态库中的算法。这个库的源码很简单,如下:
// 第一个动态库 源文件 RobotMath.c:double func0(double arg){
double ret = arg + arg;
return ret;
}
double func1(double arg1,double arg2){
double ret = arg1 + arg2;
return ret;
}
动态库的编译命令是:
$ gcc -m32 -fPIC --shared -o libRobotMath.so -Wl,--soname,libRobotMath.so RobotMath.c
以上这些属性都比较常见,请注意其中的 -Wl,–soname,libRobotMath.so,它用来指定生成的动态库的 SONAME,一般用于动态库的版本管理中。
为了方便起见,这里就不加版本信息了。
执行了 gcc 指令之后,就得到了一个动态库文件:libRobotMath.so。可以通过 patchelf 这个工具(在 Ubuntu 系统中,可以通过 apt-get 直接安装),来查看一下这个动态库文件的 SONAME:
$ patchelf --print-soname libRobotMath.so
libRobotMath.so // SONAME
第 2 行打印出来的就是所谓的 SONAME。你也可以测试一下,指定其他的 SONAME,例如:
$ gcc -m32 -fPIC --shared -o libRobotMath.so -Wl,--soname,libRobotMath-1.2.3.so RobotMath.c
$ patchelf --print-soname libRobotMath.so
libRobotMath-1.2.3.so // SONAME
以上就是第一个动态库,已经交代清楚了,下面再来看一下最简单的应用程序。
应用程序 // 可执行程序 源文件:main.c
extern double func0(double arg);
extern double func1(double arg1,double arg2);
int main(int argc,char *agv[]){
double arg = 1.1;
double result0 = func0(arg);
printf(“result0 = %lf”,result0);
double arg1 = 1.1,arg2 = 2.2;
double result1 = func1(arg1,arg2);
printf(“result1 = %lf”,result1);
return 0;
}
这个代码简直是幼儿园水平,不多解释,直接编译(假设已经把动态库复制到 main.c 同一个文件夹中了):
$ gcc -m32 -o main main.c -lRobotMath -L./ -Wl,-rpath=。/
执行:
$。/main
result0 = 2.200000
result1 = 3.300000
完美!
第二个动态库文件问题来了:现在应用程序还需要实现另外一个复杂的算法,本着偷懒的精神,终于在另外一个机器人算法相关的库中找到了这个算法。
// 第二个动态库 源文件 RobotMath.c:double func2(double arg1,double arg2,double arg3){
double ret = arg1 * arg2 * arg3;
return ret;
}
// 编译指令
$ gcc -m32 -fPIC --shared -o libRobotMath.so -Wl,--soname,libRobotMath.so RobotMath.c
但是坑爹的是,这个算法库输出的动态库名称居然也是 libRobotMath.so!
与第一个算法库的文件名同名同姓,看来这个名字太招人喜欢了。
如果这个作者直接起一个其它的名字,那就啥事都没有了。
假如:名字叫 libRobotUltra.so,那么只需要直接复制过来,然后在编译执行程序时,直接链接 -lRobotUltra 就可以了。/p>
错误做法:直接给它改名既然如此,我们是否可以直接给它改名呢?尝试一下:
$ mv libRobotMath.so libRobotMath2.so
然后把 libRobotMath2.so 复制到应用程序的目录下,并在 main.c 中,调用这个库中的算法函数 func2。
extern double func2(double arg1,double arg2,double arg3);
int main(int argc,char *agv[]){
// 之前的其它代码
//。..
double arg3 = 1.1,arg4 = 2.2,arg5 = 3.3;
double result2 = func2(arg3,arg4,arg5);
printf(“result2 = %lf”,result2);
return 0;
}
编译一下试试:
$ gcc -m32 -o main main.c -lRobotMath -lRobotMath2 -L./ -Wl,-rpath=。/
/tmp/ccDGqFkl.o:In function `main‘:main.c undefined reference to `func2’collect2:error:ld returned 1 exit status
报错:找不到 func2 这个函数。
但是 libRobotMath2.so 这个库中明明已经有这个函数啊,不信你看:
$ readelf -s libRobotMath2.so | grep func2
8:0000052a 69 FUNC GLOBAL DEFAULT 11 func2
51:0000052a 69 FUNC GLOBAL DEFAULT 11 func2
为啥 gcc 还找不到呢?
看来,很粗鲁地直接给第二个动态库文件强行改名,不是解决问题的正确思路!
正解:patchelf 工具还记得在第一个库中,我们使用 patchelf 这个小工具来查看动态库的 SONAME 吗?
继续用它来查看下被我们改名后的 libRobotMath2.so:
$ patchelf --print-soname libRobotMath2.so
libRobotMath.so
SONAME 依然是原来的名称,说明通过 mv 指令改名,只是改变了外表,并没有改变它的内心。如果你熟悉文件系统,就会知道:mv 指令只是修改了库文件在 inode 节点中的名字,而库文件实际内容所存储的 block 存储空间中,一点都没有变化。
动态库是一个 ELF 格式的文件,操作系统在加载动态库的时候,是根据 ELF 格式的标准,对文件的内容进行一层一层解析的。可以参考很久之前写的一篇文章:Linux 系统中编译、链接的基石 -ELF 文件:扒开它的层层外衣,从字节码的粒度来探索。patchelf 这个工具,就提供了这样的功能:查看或修改动态库文件的内部信息,包括:SONAME,依赖的其他动态库,rpath 路径信息等等。
$ patchelf -h
syntax:patchelf
[--set-interpreter FILENAME]
[--page-size SIZE]
[--print-interpreter]
[--print-soname]Prints‘DT_SONAME’entry of .dynamic section. Raises an error if DT_SONAME doesn‘t exist
[--set-soname SONAME]Sets’DT_SONAME‘entry to SONAME.
[--set-rpath RPATH]
[--remove-rpath]
[--shrink-rpath]
[--print-rpath]
[--force-rpath]
[--add-needed LIBRARY]
[--remove-needed LIBRARY]
[--replace-needed LIBRARY NEW_LIBRARY]
[--print-needed]
[--no-default-lib]
[--debug]
[--version]
FILENAME
我们可以使用 –set-soname 这个参数,来把它的 SONAME 修改一下:
$ patchelf --set-soname libRobotMath2.so libRobotMath2.so
第一个 libRobotMath2.so,是设置的 SONAME 名称;
第二个 libRobotMath2.so,是指定修改哪一个动态库文件的 SONAME;
修改之后,再检查一下是否修改正确了:
$ patchelf --print-soname libRobotMath2.so
libRobotMath2.so
Bingo!SONAME 已经被正确修改了。
再次编译一下可执行程序:
$ gcc -m32 -o main main.c -lRobotMath -lRobotMath2 -L./ -Wl,-rpath=。/
没有报错!执行一下:
$。/main
result0 = 2.200000
result1 = 3.300000
result2 = 7.986000
问题解决了!
One More Thing 什么?你说这样的问题是千年等一回?是为赋新词强说愁?那说明走过的路还不是足够的长。
记得大概是 2015 年的时候,开发一个网关,在硬件出来之前需要在 Ubuntu(x86)平台上进行模拟。为了便于跨平台,选择了 glib 库,但是对其中的小部分源码进行了二次开发。但是 Ubuntu 的桌面系统是基于 GTK 的(底层使用的就是 glib 库),也就是说操作系统在启动时已经加载了系统目录下的 glib 库。那么我们的应用程序在编译时,的确可以链接到自己二次开发的 glib 库(放在本地文件夹),但是在执行时,一直加载不成功,就是因为动态库的名字冲突问题导致的。最后没办法,只好利用 patchelf 工具,对动态库的名称,包括 SONAME 进行改写,这样才解决问题。
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