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『007』安装 understand 艰难过程记录: 如何修改动态链接优先级

安装 understand 艰难过程记录: 如何修改动态链接优先级

关键词: RUN_PATH, R_PATH, LD_LIBRARY_PATH

前言

understand 是一个代码阅读器，偶然在知乎上看到有好几个人推荐，据说比 Vim+Ctag 还要好。
虽然现在我这样菜狗的水平看的代码都是直接 vim，甚至不需要 ctag，但还是想尝尝看，结果一尝试折腾了一下午。

问题发生

首先从官网中下载后，解压后是一个已经编译好的文件夹，里面有一些 libxxx.so 文件和最终运行的 understand 程序。
understand 已经动态链接到这些 libxxx.so 了，程序还有些这里面没有的、但是程序需要的 libxxx.so ，如 libc.so，这些程序是动态链接到 /usr/lib/libxxx.so 中。
understand 运行出了问题。

./understand: /home/allen/understand/bin/linux64/libQt5Core.so.5: version `Qt_5.15' not found (required by /usr/lib/libQt5Test.so.5)
./understand: /home/allen/understand/bin/linux64/libQt5Core.so.5: version `Qt_5.15' not found (required by /usr/lib/libQt5QuickWidgets.so.5)

排查过程

一: 分析动态链接情况

这个以前遇过，当时是 openssl 有问题，解决方法是下载旧版本，然后用 patchelf 链接到那个旧版本。
首先看 understand 的动态链接情况。

ldd understand
    libQt5Concurrent.so.5 => /home/allen/understand/bin/linux64/./libQt5Concurrent.so.5 (0x00007f88ebd4d000)
    libdl.so.2 => /usr/lib/libdl.so.2 (0x00007f88ebd47000)
    libcrypt.so.1 => /usr/lib/libcrypt.so.1 (0x00007f88ebd0d000)
    libpthread.so.0 => /usr/lib/libpthread.so.0 (0x00007f88ebceb000)
    libQt5WebEngine.so.5 => /home/allen/understand/bin/linux64/./libQt5WebEngine.so.5 (0x00007f88eba8d000)
    libQt5WebEngineWidgets.so.5 => /home/allen/understand/bin/linux64/./libQt5WebEngineWidgets.so.5 (0x00007f88eb855000)
    ...

我一开始认为是 /usr/lib 中的 libxxx.so 太新了，所以要把 /usr/lib 中的文件下载旧版本。
但是这也太多了吧，好像有二三十个，所以肯定不行。

二: 替换出错库

但是注意看，引发问题的 libQt5Test 这个文件明明在 understand 文件夹中，但是动态链接却在 /usr/lib 中！

所以先尝试修改可执行文件加载这个库的路径： patchelf --replace-needed libQt5Test.so.5 xxx/libQt5Test.so.5 understand，但是发现这条语句没有效果！
这是为什么？？

【第一个知识点】: ldd 和 readelf 区别

假设程序需要 A.so，而加载 A.so 需要 B.so。
ldd 输出的是这个程序【所有需要】的动态链接文件，例子中为 A.so 和 B.so。
readelf -d xxx | grep NEED 输出的是这个程序【直接需要】的动态链接文件，例子中为 A.so。

所以这里不行的原因是 libQt5Test.so 不是直接需要的动态链接文件。
patchelf 本质上修改的是 .dynsym 表，所以它查找发现没有 libQt5Test，就不做任何操作，所以就相当于没执行。

所以现在情况是我需要让程序动态链接到 understand 的 libQt5Test，而不会 /usr/lib 中。

但是 patchelf --replace-needed 无效(就像上面所说，找不到这个间接库)，有一种朴素的方法就是手动找到哪些 libxxx.so 动态链接 libQt5Test，然后用 patchelf 一个个改变它们。

不过这也太蠢了。所以我想到可以把 /usr/lib 中的 libQt5Test.so 删掉或者改名，然后指定动态链接文件夹为 /usr/lib:understand/
此时程序当想要链接 libQt5Test.so 时，会在 /usr/lib 中找，发现找不到了就会在 understand 中找。
但是我发现差点就运行了，闪了一下报错了

qt.qpa.plugin: Could not load the Qt platform plugin "xcb" in "" even though it was found.
...

【第二个知识点】: 如何找到 QT 程序的错误原因

需要使用 export QT_DEBUG_PLUGINS=1，然后再运行文件，这样会显示比较详细的信息告诉你错在哪里。

结果发现错误原因还是 undefined xxxx，所以乖乖把之前的设置改回去。不知道怎么办的时候，发现了一个很重要的知识。

三: 程序链接路径

【第三个知识点】: R_PATH 和 RUN_PATH 以及 patchelf 修改它们的注意点

R_PATH 和 RUN_PATH 就是指明动态链接文件夹的位置，前者比后者优先级更高，即前者如果存在就不用找后者了。
值得注意的是 patchelf 修改这两有细微区别:

# 查看 R_PATH 和 RUN_PATH
readelf -d understand | grep 'R*PATH'
# 设置 RUN_PATH
patchelf --set-rpath xxxx/lib understand
# 设置 R_PATH
patchelf --force-rpath --set-rpath xxxx/lib understand

那么修改完这两个变量就可以了吗？不可以！下面是解释，有点绕，但也好理解：

虽然 understand 需要 libA.so 时确实从我设置的 R_PATH 中找，但是如果 libA.so 还需要 libB.so 时，此时是从 libA.so 的 R_PATH 中去找了，所以失败。

后来我强制所有的 libA.so 的 RPATH 都改变，这样就 OK 了，具体实现看下面，不过还有更好的做法。

# 解压后的文件夹有些 libxxx.so 是不需要使用的
mkdir libQt && mv *.so.5 bQt*.so libQt
cd libQt && patchelf --force-rpath --set-rpath xxxx/libQt *
cd .. && patchelf --force-rpath --set-rpath xxxx/libQt understand

四: 最终做法

现在回顾一下：我就是想让动态链接先找 understand 文件夹，如果没有就找 /usr/lib 文件夹。其实有个更好的解决方法。

【第四个知识点】: LD_LIBRARY_PATH，这个和 R_PATH , RUN_PATH 有着很密切的关系

同样地，这个变量是由多个路径组成，表示动态链接去哪个文件夹找。

那么: LD_LIBRARY_PATH, RPATH, RUNPATH 优先级是什么呢？【【非常重要】】
- 如果 RUNPATH 为空，那么为 RPATH, LD_LIBRARY_PATH
- 如果 RUNPATH 不空，那么为 LD_LIBRARY_PATH, RUNPATH，此时 RPATH 相当于没有用了

所以解决方法就很清楚，因为 understand 的 RUNPATH 不是空，因此只要设置 LD_LIBRARY_PATH 中 understand 文件夹在 /usr/lib 文件夹前面就行。

# 为了清晰一点，我把 understand 中的 libxxx.so 放到 libQt 文件夹中
mkdir libQt && mv libQt*.so libQt
LD_LIBRARY_PATH=./libQt:$LD_LIBRARY_PATH ./understand

参考

1. https://blog.csdn.net/zhanghm1995/article/details/106474505

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