Внутреннее устройство Linux

Однако размеры библиотек постоянно возрастают, равно как и количество используемых библиотек; это делает статические библиотеки неэкономными с точки зрения использования дискового пространства и памяти. Кроме того, если впоследствии обнаружится, что статическая библиотека реализована неадекватно или является незащищенной, то нет никакого способа исправить связанный с ней исполняемый файл, кроме повторной компиляции.

Совместно используемые библиотеки избавляют от таких проблем. Когда вы запускаете команду, связанную с такой библиотекой, система загружает код би­блиотеки в область памяти процесса только тогда, когда это требуется. Несколько процессов могут совместно использовать один и тот же код библиотеки в памяти. Если вам потребуется немного изменить код библиотеки, то обычно это можно выполнить, не компилируя заново другие команды.

У совместно используемых библиотек есть свои издержки: трудность управления и довольно сложная процедура связывания. Тем не менее можно взять такие библиотеки под контроль, если вы будет знать четыре вещи.

• Как получить список совместно используемых библиотек, необходимых исполняемому файлу.

• Как исполняемый файл отыскивает совместно используемые библиотеки.

• Как связать команду с совместно используемой библиотекой.

• Подводные камни при использовании таких библиотек.

В следующих разделах рассказано о том, как применять и обслуживать совместно используемые библиотеки в вашей системе. Если вам интересно, как устроены эти библиотеки, или вы желаете узнать о компоновщиках в целом, обратитесь к книге Джона Р. Ливайна (John R. Levine) Linkers and Loaders («Компоновщики и загрузчики», Morgan Kaufmann, 1999) или к статье Дэвида М. Бизли (David M. Beazley), Брайана Д. Уарда (Brian D. Ward) и Йена Р. Кука (Ian R. Cooke) The Inside Story on Shared Libraries and Dynamic Loading («Внутренняя история совместно использу­емых библиотек и динамической загрузки», журнал Computing in Science  Engineering, сентябрь/октябрь 2001), а также к таким онлайн-ресурсам, как Program Library HOWTO . Стоит также прочитать страницу руководства ld.so(8).

Вывод зависимостей совместно используемой библиотеки

Файлы совместно используемой библиотеки обычно размещаются там же, где и статические библиотеки. Двумя стандартными каталогами для библиотек в системе Linux являются /lib и /usr/lib. Каталог /lib не должен содержать статических библиотек.

Имя файла совместно используемой библиотеки содержит суффикс .so (shared object — «совместно используемый объект»), как, например, у файлов libc-2.15.so и libc.so.6. Чтобы увидеть, какие совместно используемые библиотеки применяет команда, запустите команду ldd prog (параметр prog  — это имя исполняемого файла). Вот пример для команды оболочки:

$ ldd /bin/bash

    linux-gate.so.1 = (0xb7799000)

    libtinfo.so.5 = /lib/i386-linux-gnu/libtinfo.so.5 (0xb7765000)

    libdl.so.2 = /lib/i386-linux-gnu/libdl.so.2 (0xb7760000)

    libc.so.6 = /lib/i386-linux-gnu/libc.so.6 (0xb75b5000)

    /lib/ld-linux.so.2 (0xb779a000)

В интересах оптимального быстродействия и гибкости исполняемые файлы обычно не знают о расположении своих совместно используемых библиотек; они знают лишь их названия и, возможно, немного о том, где их искать. Небольшая команда ld.so (динамический компоновщик/загрузчик времени исполнения) отыскивает и загружает совместно используемые библиотеки для команды во время исполнения. В приведенном выше отчете команды ldd имена библиотек показаны слева — именно они известны исполняемому файлу. Правая часть показывает, где команда ld.so ищет данную библиотеку.

Последняя строка приведенного отчета дает актуальное местоположение команды ld.so: ld-linux.so.2.

Как команда ld.so отыскивает совместно используемые библиотеки

Одной распространенной проблемой совместно используемых библиотек является то, что динамический компоновщик не может отыскать библиотеку. Первое местоположение, в котором компоновщику обычно следует искать совместно используемые библиотеки, — это заранее сконфигурированный путь поиска библиотеки времени исполнения (rpath) для исполняемого файла, если такой путь существует. О том, как его определить, вы вскоре узнаете.

Далее динамический компоновщик смотрит в системный кэш /etc/ld.so.cache, чтобы понять, находится ли библиотека в стандартном месте расположения. Это быстрый кэш имен файлов библиотек, найденных в каталогах, которые перечислены в файле конфигурации /etc/ld.so.conf.

примечание

Типичным для файла ld.so.conf, как и для многих файлов конфигурации Linux, которые вы уже видели, является то, что он может включать некоторые файлы из такого каталога, как /etc/ld.so.conf.d.

Каждая строка файла ld.so.conf является каталогом, который вы можете включить в кэш. Перечень каталогов обычно короткий и содержит нечто вроде этого:

/lib/i686-linux-gnu