linux下so动态库一些不为人知的秘密（上）

时间：2023-03-10 08:30:06
linux下so动态库一些不为人知的秘密（上）

linux 下有动态库和静态库，动态库以.so为扩展名，静态库以.a为扩展名。二者都使用广泛。本文主要讲动态库方面知识。

   基本上每一个linux 程序都至少会有一个动态库，查看某个程序使用了那些动态库，使用ldd命令查看 
  1. # ldd /bin/ls
  2. linux-vdso.so.1 => (0x00007fff597ff000)
  3. libselinux.so.1 => /lib64/libselinux.so.1 (0x00000036c2e00000)
  4. librt.so.1 => /lib64/librt.so.1 (0x00000036c2200000)
  5. libcap.so.2 => /lib64/libcap.so.2 (0x00000036c4a00000)
  6. libacl.so.1 => /lib64/libacl.so.1 (0x00000036d0600000)
  7. libc.so.6 => /lib64/libc.so.6 (0x00000036c1200000)
  8. libdl.so.2 => /lib64/libdl.so.2 (0x00000036c1600000)
  9. /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00000036c0e00000)
  10. libpthread.so.0 => /lib64/libpthread.so.0 (0x00000036c1a00000)
  11. libattr.so.1 => /lib64/libattr.so.1 (0x00000036cf600000)

这么多so，是的。使用ldd显示的so，并不是所有so都是需要使用的，下面举个例子

main.cpp
  1. #include <stdio.h>
  2. #include <iostream>
  3. #include <string>
  4. using namespace std;
  5. int main ()
  6. {
  7. cout << "test" << endl;
  8. return 0;
  9. }

使用缺省参数编译结果

  1. # g++ -o demo main.cpp
  2. # ldd demo
  3. linux-vdso.so.1 => (0x00007fffcd1ff000)
  4. libstdc++.so.6 => /usr/lib64/libstdc++.so.6 (0x00007f4d02f69000)
  5. libm.so.6 => /lib64/libm.so.6 (0x00000036c1e00000)
  6. libgcc_s.so.1 => /lib64/libgcc_s.so.1 (0x00000036c7e00000)
  7. libc.so.6 => /lib64/libc.so.6 (0x00000036c1200000)
  8. /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00000036c0e00000)

如果我链接一些so，但是程序并不用到这些so，又是什么情况呢，下面我加入链接压缩库，数学库，线程库

  1. # g++ -o demo -lz -lm -lrt main.cpp
  2. # ldd demo
  3. linux-vdso.so.1 => (0x00007fff0f7fc000)
  4. libz.so.1 => /lib64/libz.so.1 (0x00000036c2600000)
  5. librt.so.1 => /lib64/librt.so.1 (0x00000036c2200000)
  6. libstdc++.so.6 => /usr/lib64/libstdc++.so.6 (0x00007ff6ab70d000)
  7. libm.so.6 => /lib64/libm.so.6 (0x00000036c1e00000)
  8. libgcc_s.so.1 => /lib64/libgcc_s.so.1 (0x00000036c7e00000)
  9. libc.so.6 => /lib64/libc.so.6 (0x00000036c1200000)
  10. libpthread.so.0 => /lib64/libpthread.so.0 (0x00000036c1a00000)
  11. /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00000036c0e00000)

看看，虽然没有用到，但是一样有链接进来，那看看程序启动时候有没有去加载它们呢

  1. # strace ./demo
  2. execve("./demo", ["./demo"], [/* 30 vars */]) = 0
  3. ... = 0
  4. open("/lib64/libz.so.1", O_RDONLY) = 3
  5. ...
  6. close(3) = 0
  7. open("/lib64/librt.so.1", O_RDONLY) = 3
  8. ...
  9. close(3) = 0
  10. open("/usr/lib64/libstdc++.so.6", O_RDONLY) = 3
  11. ...
  12. close(3) = 0
  13. open("/lib64/libm.so.6", O_RDONLY) = 3
  14. ...
  15. close(3) = 0
  16. open("/lib64/libgcc_s.so.1", O_RDONLY) = 3
  17. ...
  18. close(3) = 0
  19. open("/lib64/libc.so.6", O_RDONLY) = 3
  20. ...
  21. close(3) = 0
  22. open("/lib64/libpthread.so.0", O_RDONLY) = 3
  23. ...
  24. close(3) = 0
  25. ...

看，有加载，所以必定会影响进程启动速度，所以我们最后不要把无用的so编译进来，这里会有什么影响呢？

   大家知不知道linux从程序（program或对象）变成进程（process或进程），要经过哪些步骤呢，这里如果详细的说，估计要另开一篇文章。简单的说分三步：
    1、fork进程，在内核创建进程相关内核项，加载进程可执行文件；
    2、查找依赖的so，一一加载映射虚拟地址
    3、初始化程序变量。
  可以看到，第二步中dll依赖越多，进程启动越慢，并且发布程序的时候，这些链接但没有使用的so，同样要一起跟着发布，否则进程启动时候，会失败，找不到对应的so。所以我们不能像上面那样，把一些毫无意义的so链接进来，浪费资源。但是开发人员写makefile 一般有没有那么细心，图省事方便，那么有什么好的办法呢。继续看下去，下面会给你解决方法。
  先使用 ldd -u demo 查看不需要链接的so，看下面，一面了然，无用的so全部暴露出来了吧
  1. # ldd -u demo
  2. Unused direct dependencies:
  3. /lib64/libz.so.1
  4. /lib64/librt.so.1
  5. /lib64/libm.so.6
  6. /lib64/libgcc_s.so.1

使用 -Wl,--as-needed 编译选项

  1. # g++ -Wl,--as-needed -o demo -lz -lm -lrt main.cpp
  2. # ldd demo
  3. linux-vdso.so.1 => (0x00007fffebfff000)
  4. libstdc++.so.6 => /usr/lib64/libstdc++.so.6 (0x00007ff665c05000)
  5. libc.so.6 => /lib64/libc.so.6 (0x00000036c1200000)
  6. libm.so.6 => /lib64/libm.so.6 (0x00000036c1e00000)
  7. /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00000036c0e00000)
  8. libgcc_s.so.1 => /lib64/libgcc_s.so.1 (0x00000036c7e00000)
  9. # ldd -u demo
  10. Unused direct dependencies:

呵呵，办法很简单省事吧，本文主要讲so依赖的一些问题，下一篇将介绍so的路径方面一些不为人知的小秘密linux下so动态库一些不为人知的秘密（上）

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