linux下so動態庫一些不為人知的秘密（上）

 linux 下有動態庫和靜態庫，動態庫以.so為擴展名，靜態庫以.a為擴展名。二者都使用廣泛。本文主要講動態庫方面知識。

   

   基本上每一個linux 程序都至少會有一個動態庫，查看某個程序使用了那些動態庫，使用 ldd命令查看 

# ldd /bin/ls
linux-vdso.so.1 => (0x00007fff597ff000)
libselinux.so.1 => /lib64/libselinux.so.1 (0x00000036c2e00000)
librt.so.1 => /lib64/librt.so.1 (0x00000036c2200000)
libcap.so.2 => /lib64/libcap.so.2 (0x00000036c4a00000)
libacl.so.1 => /lib64/libacl.so.1 (0x00000036d0600000)
libc.so.6 => /lib64/libc.so.6 (0x00000036c1200000)
libdl.so.2 => /lib64/libdl.so.2 (0x00000036c1600000)
/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00000036c0e00000)
libpthread.so.0 => /lib64/libpthread.so.0 (0x00000036c1a00000)
libattr.so.1 => /lib64/libattr.so.1 (0x00000036cf600000)

   這么多so，是的。使用ldd顯示的so，並不是所有so都是需要使用的，下面舉個例子

main.cpp

#include <stdio.h>
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main ()
{
   cout << "test" << endl;
   return 0;
}

   使用缺省參數編譯結果

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

   如果我鏈接一些so，但是程序並不用到這些so，又是什么情況呢，下面我加入鏈接壓縮庫，數學庫，線程庫

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

  看看，雖然沒有用到，但是一樣有鏈接進來，那看看程序啟動時候有沒有去加載它們呢

# strace ./demo
    execve("./demo", ["./demo"], [/* 30 vars */]) = 0
    ... = 0
    open("/lib64/libz.so.1", O_RDONLY) = 3
    ...
    close(3) = 0
    open("/lib64/librt.so.1", O_RDONLY) = 3
    ...
    close(3) = 0
    open("/usr/lib64/libstdc++.so.6", O_RDONLY) = 3
    ...
    close(3) = 0
    open("/lib64/libm.so.6", O_RDONLY) = 3
    ...
    close(3) = 0
    open("/lib64/libgcc_s.so.1", O_RDONLY) = 3
    ...
    close(3) = 0
    open("/lib64/libc.so.6", O_RDONLY) = 3
    ...
    close(3) = 0
    open("/lib64/libpthread.so.0", O_RDONLY) = 3
    ...
    close(3) = 0
    ...

  看，有加載，所以必定會影響進程啟動速度，所以我們最后不要把無用的so編譯進來，這里會有什么影響呢？

   大家知不知道linux從程序（program或對象）變成進程（process或進程），要經過哪些步驟呢，這里如果詳細的說，估計要另開一篇文章。簡單的說分三步：

    1、fork進程，在內核創建進程相關內核項，加載進程可執行文件；

    2、查找依賴的so，一一加載映射虛擬地址

    3、初始化程序變量。

  可以看到，第二步中dll依賴越多，進程啟動越慢，並且發布程序的時候，這些鏈接但沒有使用的so，同樣要一起跟着發布，否則進程啟動時候，會失敗，找不到對應的so。所以我們不能像上面那樣，把一些毫無意義的so鏈接進來，浪費資源。但是開發人員寫makefile 一般有沒有那么細心，圖省事方便，那么有什么好的辦法呢。繼續看下去，下面會給你解決方法。

  先 使用 ldd -u demo 查看不需要鏈接的so，看下面，一面了然，無用的so全部暴露出來了吧

# ldd -u demo
Unused direct dependencies:
        /lib64/libz.so.1
        /lib64/librt.so.1
        /lib64/libm.so.6
        /lib64/libgcc_s.so.1

  使用 -Wl,--as-needed 編譯選項

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

  呵呵，辦法很簡單省事吧，本文主要講so依賴的一些問題，下一篇將介紹so的路徑方面一些不為人知的小秘密