Linux 上 ELF 文件依赖库的查找顺序

Linux 上的 2 种 ELF 文件类型：可执行文件（Executable file）和 共享对象文件（Shared object file），它们在执行期间需要通过 动态库链接器（ld.so）来查找其依赖的动态库文件，然而系统中可能在不同的目录下存在相同的动态库文件，那么执行时到底链接到哪个目录下的呢，本文将描述其在不同目录间的查找顺序。

如何识别 ELF 文件类型

Linux 上可通过 file 命令来查询文件类型，以 64 位系统为例，可执行文件 的查询结果中将包含如下内容

ELF 64-bit LSB executable

共享对象文件 的查询结果中将包含以下内容：

ELF 64-bit LSB shared object

如何查询依赖库

Linux 上可通过 ldd 命令来查询 可执行文件 或 共享对象文件 的依赖库，例如查询 ls 命令的依赖库：

root@localhost:~# ldd /usr/bin/ls
        linux-vdso.so.1 (0x00007ffff2eff000)
        /$LIB/libonion.so => /lib/x86_64-linux-gnu/libonion.so (0x00007fbea7a43000)
        libselinux.so.1 => /lib/x86_64-linux-gnu/libselinux.so.1 (0x00007fbea7a05000)
        libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007fbea7813000)
        libdl.so.2 => /lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so.2 (0x00007fbea780d000)
        libpcre2-8.so.0 => /lib/x86_64-linux-gnu/libpcre2-8.so.0 (0x00007fbea777d000)
        /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007fbea7b70000)
        libpthread.so.0 => /lib/x86_64-linux-gnu/libpthread.so.0 (0x00007fbea775a000)

依赖库查找顺序

Linux 上查找依赖库是通过 ld.so 程序来完成的，其具体查找顺序如下：

1. ELF 文件头中 DT_RPATH 字段配置的目录：该字段是可选的，需要注意的是如果 ELF 文件头中同时包含了 DT_RUNPATH 时，则 DT_RPATH 将被忽略，可通过 readelf -d FILENAME 命令来查看是否包含 DT_RPATH 和 DT_RUNPATH。

2. 环境变量 LD_LIBRARY_PATH 中配置的目录。

3. ELF 文件头中 DT_RUNPATH 字段配置的目录：该字段也为可选的，需要注意的是该字段只会查找 直接依赖 而不查找 间接依赖，而 DT_RPATH 则会查找间接依赖。

4. 文件 /etc/ld.so.cache 中包含的动态库文件列表：该文件是 ldconfig 命令将 /etc/ld.so.conf.d/ 目录下配置的目录列表中的所有动态库搜索后生成的一个缓存列表。

5. 默认系统库目录 /lib 和 /usr/lib：64 位系统则是 /lib64 和 /usr/lib64。

rpath 中的特殊变量

DT_RPATH 和 DT_RUNPATH 统称为 rpath，可以通过在编译时通过编译参数编译进去，也可以在编译后通过其他工具（如 patchelf）来添加修改。

在 rpath 中有一些特殊变量及其含义如下：

• $ORIGIN : 表示当前 ELF 文件所在的目录。

• $LIB : 表示 /lib 或 lib64 (64 位系统)。

参考资料

• https://man7.org/linux/man-pages/man8/ld.so.8.html