linux下so动态库一些不为人知的秘密（上）

出处： http://blog.chinaunix.net/uid-27105712-id-3313293.html
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 

# 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)

   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

#include <stdio.h>

#include <iostream>

#include <string>

using namespace std;

int main ()

{

   cout <<
"test" << endl;

   return 0;

}

   使用缺省参数编译结果

# 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

# g++
-o demo -lz
-lm -lrt main.cpp

# ldd demo

        linux-vdso.so.1
=>
(0x00007fff0f7fc000
e21c
)

        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，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

# 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

# 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
编译选项

# 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，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