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CMake中INSTALL_RPATH与BUILD_RPATH问

CMake中INSTALL_RPATH与BUILD_RPATH问

作者: 生活简单些 | 来源:发表于2022-10-29 19:11 被阅读0次

    1. RPATH和RUNPATH区别

    RPATH和RUNPATH都可以用来在运行时搜索动态库,下面用一个简单的例子说明二者的区别。
    example:一个小工程中,有1个头文件和3个源文件。

    头文件sub.h中的内容如下:

    #ifndef TESTRPATH_SUB_H
    #define TESTRPATH_SUB_H
    
    void f1(void);
    void f2(void);
    #endif
    

    源文件a.c中的内容如下:

    #include "sub.h"
    void f1(void) {
    }
    

    源文件b.c中的内容如下:

    #include "sub.h"
    void f2(void) {
        f1();
    }
    

    源文件main.c中的内容如下:

    #include "sub.h"
    int main(void) {
        f2();
    }
    

    测试:

    1. 在Ubuntu16.04 + gcc5.4中编译,命令及结果如下:
    madengyun@intellif-B250-HD3:~/TestRpath$ gcc a.c -fPIC -shared -o liba.so
    madengyun@intellif-B250-HD3:~/TestRpath$ gcc b.c -fPIC -shared -L$PWD -la -o libb.so
    madengyun@intellif-B250-HD3:~/TestRpath$ gcc main.c -L$PWD -Wl,-rpath,$PWD -lb
    madengyun@intellif-B250-HD3:~/TestRpath$ ldd a.out
        linux-vdso.so.1 =>  (0x00007ffe00568000)
        libb.so => /home/madengyun/TestRpath/libb.so (0x00007f8baa94c000)
        libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007f8baa582000)
        liba.so => /home/madengyun/TestRpath/liba.so (0x00007f8baa380000)
    
    1. 在Ubuntu18.10 + gcc5.4中编译,命令及结果如下:
    mdy@mdy-pc:~/TestRpath$ gcc a.c -fPIC -shared -o liba.so
    mdy@mdy-pc:~/TestRpath$ gcc b.c -fPIC -shared -L$PWD -la -o libb.so
    mdy@mdy-pc:~/TestRpath$ gcc main.c -L$PWD -Wl,-rpath,$PWD -lb
    mdy@mdy-pc:~/TestRpath$ ldd a.out
        linux-vdso.so.1 (0x00007fff635a1000)
        libb.so => /home/mdy/TestRpath/libb.so (0x00007f59d326f000)
        libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007f59d2e7e000)
        /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007f59d3673000)
        liba.so => not found
    

    在Ubuntu18.10中编译生成的app,ldd显示找不到liba.so。
    但其实liba.so和libb.so在同一目录下,ldd可以找到libb.so,却找不到liba.so。

    用readelf -d分析两种环境下生成的app:
    可以看出Ubuntu16.10中生成的是RPATH,而Ubuntu18.10中生成的是RUNPATH。

    775086963e9c41b7a708069114887c7c.png

    简单地说,在搜索app的间接依赖库时,RPATH起作用,但RUNPATH不起作用。
    在使用RUNPATH的情况下,很可能还要再配合LD_LIBRARY_PATH一块使用。

    所以:最好使用RPATH,这样就不用依赖LD_LIBRARY_PATH了
    但是,如何控制生成RPATH还是RUNPATH?

    链接时使用–enable-new-dtags可以固定生成RUNPATH,使用–disable-new-dtags可以固定生成RPATH。

    set_target_properties(XXX  LINK_FLAGS "-Wl,--disable-new-dtags")
    

    2. CMake build之后消除RPATH

    CMake对于RPATH的管理也非常人性化:

    • 官方说法是当动态库的编译也和执行档在同级目录下的时候,CMake会自动给执行档加入适当的RPATH
    • 具体可以通过readelf -d executable来查看相关的RPATH路径(target_add_library就会增加RPATH到TARGET上)。
      所以有的时候用QMake编译之后还得手动加一把LD_LIBRARY_PATH,而用CMake编译之后,直接执行执行档就可以了。

    CMake搜索库的顺序如下:

    RPATH: 写在elf文件中
    LD_LIBRARY_PATH:环境变量
    RUNPATH:写在elf文件中
    ldconfig的缓存:配置/etc/ld.conf*可改变
    默认的/lib, /usr/lib
    

    CMake在默认情况下是会给你的exe加入相关RPATH的,这个时候可能会有不想要相关RPATH的需求,仔细查阅寻找之后发现,CMake里面维护了3个比较重要的RPATH变量,即:

    • CMAKE_SKIP_RPATH
    • CMAKE_SKIP_BUILD_RPATH
    • CMKAE_INSTALL_RPATH
    set(CMAKE_SKIP_RPATH TRUE)
    set(CMAKE_SKIP_BUILD_RPATH TRUE)
    set(CMAKE_SKIP_INSTALL_RPATH TRUE)
    

    构建期间和安装期间不允许CMake给你加入相关RPATH, 想要追加RPATH, 只需要对这三个变量设置成FALSE。 不过,默认CMake在帮你编译之后,如果你使用了相关动态库,它会在相应的exec文件中增加你相关生成动态库的路径,这样当你每次去执行的时候你不需要每次都LD_LIBRARY_PATH就可以正常运行。

    可以看到,当前myexe中的RPATH字段有一个Library rpath,其中指定了你生成相应动态库target的目标路径
    readelf -d myexe
    
    或者
    来查看当前executable已经寻找到了哪些动态库。
    ldd -r myexe
    

    因为目前的RPATH都是写的绝对路径
    所以移动相关shared_lib库的路径,这个时候你再去运行myexe,你就会发现它已经找不到相关的动态库了。

    2.1 make install下CMake是如何处理RPATH的?

    CMake为了方便用户的安装,默认在make install之后会自动remove删除掉相关的RPATH,这个时候你再去查看exe的RPATH,已经发现没有这个字段了。
    因此,当每次make install之后,我们进入到安装路径下执行相关exe的时候,就会发现此时的exe已经找不到相关的库路径了,因为它的RPATH已经被CMake给去除了。

    2.2 如何让CMake能够在install的过程中写入相关RPATH,并且该RPATH不能使当初build的时候的RPATH呢?

    答案就是CMAKE_INSTALL_RPATH这个全局变量和INSTALL_RPATH这个target属性。
    CMake在安装的过程会有一个和configure一样的安装路径,CMAKE_INSTALL_PREFIX(configure下是–prefix,当然也可以用shell下的全局变量DESTDIR);
    这个时候它会把你的安装文件安装到你prefix下的相对路径下,因此当我们希望在make install的时候,比如当前的share_lib在lib目录下,我们希望安装之后的RPATH可以自动找到它,我们就可以这么写:

    set(CMAKE_INSTALL_RPATH ${CMAKE_INSTALL_PREFIX}/lib)
    
    # 需要注意的是,这个变量是全局变量,意味着你所有的target的RPATH都会在install的时候被写成这个(包括myexe和不需要RPATH的share_lib)
    set_target_properties(${PROJECT_NAME} PROPERTIES 
          INSTALL_RPATH "${CMAKE_INSTALL_PREFIX}/lib" 
          LINK_FLAGS "-Wl,--disable-new-dtags")
    

    这样就可以保证只针对当前的target进行make install的时候RPATH的写入了

    2.3 如何让RPATH寻找相对路径

    set_target_properties(${PROJECT_NAME} PROPERTIES 
        INSTALL_RPATH "$ORIGIN/../lib" 
        LINK_FLAGS "-Wl,--disable-new-dtags")
    

    在GCC中有个变量可以获得程序当前路径,即:$ORIGIN
    当希望使用相对位置寻找.so文件,就需要利用$ORIGIN设置RPATH

    set_target_properties(${PROJECT_NAME} PROPERTIES 
        INSTALL_RPATH "$ORIGIN/../lib;/other/lib/path" 
        LINK_FLAGS "-Wl,--disable-new-dtags")
    

    多个路径之间使用冒号“:”隔开

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