Qt .pro配置gcc相关命令(三)：-W1、-L、-rpath和-rpath-link

目录

1.Linux 动态库相关知识

1.1.动态库查找路径

1.2.查看程序依赖的动态库

1.3.修改动态库查找路径的方法

1.4.动态链接器缓存管理

2.-Wl参数

3.-L选项（编译时路径）

4.-rpath参数(运行时路径)

5.-rpath-link 参数

6.常见问题与解决方案

7.总结

        在 Linux 系统中编译和链接动态库时，-L、-rpath和-rpath-link是三个非常重要的参数，它们分别解决了动态库编译、链接和运行时的不同问题。

1.Linux 动态库相关知识

1.1.动态库查找路径

        一个典型的 C/C++ 程序的构建流程是：预处理，汇编，编译，链接。而执行链接的程序其实是 ld，通常编译器比如 GCC 都会自动调用 ld 去进行链接，用户不必关注其中的细节。而 ld 查找动态库的顺序是：    

  1.程序本身指定的路径, 即是rpath或 runpath指定的目录；

  • RPATH：硬编码在 ELF 文件中，优先级最高。
  • RUNPATH：与 RPATH 类似，但优先级低于 LD_LIBRARY_PATH。

     2.环境变量 LD_LIBRARY_PATH 指定的目录；

  • 用户自定义的临时路径，多个路径用冒号 : 分隔。
  • 例如：export LD_LIBRARY_PATH=/path/to/lib:$LD_LIBRARY_PATH。

     3.runpath 指定的目录；

  4./etc/ld.so.cache缓存文件，通常包含 /etc/ld.so.conf 文件编译出的二进制（比如 CentOS 上，该文件会使用 include 从而使用 ld.so.conf.d 目录下面所有的 *.conf 文件，这些都会缓存在 ld.so.cache 中）

  • 这些文件中指定的路径会被动态链接器缓存（通过 ldconfig 命令更新）。

     5.系统默认路径，比如 /lib，/usr/lib。

  • /lib：系统核心库（如 libc.so）。
  • /usr/lib：用户级库。
  • /usr/local/lib：本地安装的库（如自行编译的软件）。

在编译时若使用 -z nodefaultlib 选项编译，则会跳过 4 和 5。至于 runpath，和 rpath 类似，都是二进制（ELF）文件的动态 section 属性（分别为 DT_RUNPATH 和 DT_RPATH），唯一区别就是是否优先于 LD_LIBRARY_PATH 来查找。

rpath vs. runpath：rpath 和 runpath 是嵌入在可执行文件或共享库中的路径列表，用于指定运行时查找共享库的位置。rpath 是旧标准，runpath 是新标准，功能类似但优先级不同。

1.2.查看程序依赖的动态库

1.ldd 命令

ldd /path/to/program  # 显示程序依赖的所有动态库及其路径
  • 若某库显示为 not found，表示系统未找到该库。

2.readelf 命令

readelf -d /path/to/program | grep -E '(RPATH|RUNPATH|NEEDED)'

输出示例：

0x000000000000000f (RPATH)              Library rpath: [/path/to/lib]
0x0000000000000001 (NEEDED)             Shared library: [libc.so.6]

1.3.修改动态库查找路径的方法

1.临时修改：通过 LD_LIBRARY_PATH 环境变量

export LD_LIBRARY_PATH=/path/to/lib:$LD_LIBRARY_PATH  # 当前终端生效
# 或添加到 ~/.bashrc 中使其永久生效
echo 'export LD_LIBRARY_PATH=/path/to/lib:$LD_LIBRARY_PATH' >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

2.永久修改：编辑 /etc/ld.so.conf 或添加新配置

# 方法1：直接编辑主配置文件
sudo vim /etc/ld.so.conf
# 添加一行：/path/to/lib
# 保存后更新缓存
sudo ldconfig# 方法2：在 /etc/ld.so.conf.d/ 目录下创建新配置文件
sudo touch /etc/ld.so.conf.d/myapp.conf
sudo echo '/path/to/lib' > /etc/ld.so.conf.d/myapp.conf
sudo ldconfig  # 更新缓存

3.编译时指定：通过 -Wl,-rpath 选项

在编译程序时，使用 -Wl,-rpath 将路径硬编码到程序中：

gcc -o myapp myapp.c -L/path/to/lib -lmylib -Wl,-rpath,/path/to/lib
  • 优点：无需修改系统配置或环境变量。
  • 缺点：路径被固定，若库位置改变需重新编译。

1.4.动态链接器缓存管理

1.更新缓存

当添加新库或修改 /etc/ld.so.conf 后，需执行：

sudo ldconfig  # 重建动态链接器缓存

2.查看缓存内容

ldconfig -p  # 显示当前缓存的所有库及其路径

2.-Wl参数

        在 Linux 系统中，-Wl 是 GCC 编译器的一个重要参数，用于向链接器（如 ld）传递额外选项。由于 GCC 是编译和链接的前端工具，真正处理链接过程的是链接器，因此需要通过 -Wl 将参数传递给链接器。

        基本语法

gcc [编译选项] -Wl,链接器选项1[,链接器选项2,...] [源文件]

将逗号分隔的选项传递给链接器。如：

gcc -Wl,aaa,bbb,ccc

最终变成了linker的用法：

ld aaa bbb ccc

如果是想把ld -rpath通过-Wl传递给gcc，可以是-Wl,-rpath,xxx，也可以指定-Wl的重复实例：

gcc -Wl,aaa -Wl,bbb -Wl,ccc

类似的参数还有：

  -Wa,<options>   Pass comma-separated <options> on to the assembler-Wp,<options>   Pass comma-separated <options> on to the preprocessor-Wl,<options>   Pass comma-separated <options> on to the linker

3.-L选项（编译时路径）

  • 编译时：指定链接器搜索库文件的路径。
  • 仅影响链接过程，不影响程序运行时的库查找。

假设你有一个自定义库 libmath.so 位于 /opt/mylibs 目录下：

g++ main.cpp -L/opt/mylibs -lmath -o myapp
  • -L/opt/mylibs：告诉链接器在 /opt/mylibs 目录下搜索 libmath.so。
  • -lmath：链接名为 libmath.so 的库。

-L一般用于链接非标准位置的第三方库（如 /usr/local/lib 以外的路径）。

4.-rpath参数(运行时路径)

        运行时搜索路径，将动态库搜索路径硬编码到可执行文件中（运行时生效）。通过修改可执行文件的 .dynamic 段，将路径硬编码到二进制文件中。

        -rpath 的作用相当于在程序运行时设置了 LD_LIBRARY_PATH 环境变量，因为 -rpath指定的路径会被记录在生成的可执行程序中，用于运行时查找需要加载的动态库 。因此，在开发板中无需设置环境变量即可找到相关的动态库。通常情况下，推荐使用 -Wl,-rpath 选项。

# 单个路径
-L/mylib -lmylib -Wl,-rpath=dir# 多个路径
-L/mylib -lmylib -Wl,-rpath,dir1:dir2:...:dirN

        示例：

g++ main.cpp -L/opt/mylibs -lmath -Wl,-rpath=/opt/mylibs -o myapp
  • -Wl,-rpath=/opt/mylibs：将 /opt/mylibs 添加到程序运行时的库搜索路径。

等价写法

# 直接使用链接器参数
g++ main.cpp -L/opt/mylibs -lmath -Wl,-rpath=/opt/mylibs -o myapp# 或使用环境变量
export LDFLAGS="-Wl,-rpath=/opt/mylibs"
g++ main.cpp -L/opt/mylibs -lmath $LDFLAGS -o myapp

特殊变量

$ORIGIN：表示可执行文件所在目录，常用于相对路径。

# 搜索与可执行文件同级的 lib 目录
-Wl,-rpath='$ORIGIN/../lib'

注意：在 Makefile 或 shell 脚本中使用时，需用双引号防止变量提前展开：

-Wl,-rpath="\$$ORIGIN/../lib"

在cmake中使用：

# 设置第三方库路径
set(3RDPARTY_DIR "${PARENT_DIR}/third_party")# 设置目标属性，将运行时库搜索路径添加到目标
set_target_properties(dla_detectPROPERTIESLINK_FLAGS"-L${3RDPARTY_DIR}/zlib/lib -Wl,-rpath,'$ORIGIN/../../third_party/zlib/lib' \-L${3RDPARTY_DIR}/szlib/lib -Wl,-rpath,'$ORIGIN/../../third_party/szlib/lib' \-L${3RDPARTY_DIR}/hdf5/lib -Wl,-rpath,'$ORIGIN/../../third_party/hdf5/lib' \-L${3RDPARTY_DIR}/x264/lib -Wl,-rpath,'$ORIGIN/../../third_party/x264/lib' \-L${3RDPARTY_DIR}/x265/lib -Wl,-rpath,'$ORIGIN/../../third_party/x265/lib' \-L${3RDPARTY_DIR}/ffmpeg/lib -Wl,-rpath,'$ORIGIN/../../third_party/ffmpeg/lib' \-L${3RDPARTY_DIR}/sigmastar/lib -Wl,-rpath,'$ORIGIN}/../../third_party/sigmastar/lib' \-L${3RDPARTY_DIR}/arm_opencv/lib -Wl,-rpath,'$ORIGIN/../../third_party/arm_opencv/lib' \-L${PARENT_DIR}/build -Wl,-rpath,'$ORIGIN/../../build'"
)

或者：

# 设置第三方库路径
set(3RDPARTY_DIR "${PARENT_DIR}/third_party")# 设置rpath
set(CMAKE_EXE_LINKER_FLAGS "${CMAKE_EXE_LINKER_FLAGS} \
-L${3RDPARTY_DIR}/zlib/lib -Wl,-rpath,'$ORIGIN/../../third_party/zlib/lib' \
-L${3RDPARTY_DIR}/szlib/lib -Wl,-rpath,'$ORIGIN/../../third_party/szlib/lib' \
-L${3RDPARTY_DIR}/hdf5/lib -Wl,-rpath,'$ORIGIN/../../third_party/hdf5/lib' \
-L${3RDPARTY_DIR}/x264/lib -Wl,-rpath,'$ORIGIN/../../third_party/x264/lib' \
-L${3RDPARTY_DIR}/x265/lib -Wl,-rpath,'$ORIGIN/../../third_party/x265/lib' \
-L${3RDPARTY_DIR}/ffmpeg/lib -Wl,-rpath,'$ORIGIN/../../third_party/ffmpeg/lib' \
-L${3RDPARTY_DIR}/sigmastar/lib -Wl,-rpath,'$ORIGIN/../../third_party/sigmastar/lib' \
-L${3RDPARTY_DIR}/arm_opencv/lib -Wl,-rpath,'$ORIGIN/../../third_party/arm_opencv/lib' \
-L${PARENT_DIR}/build -lsigmastar_vVehicle_det -Wl,-rpath,'$ORIGIN/../../build'")

5.-rpath-link 参数

        用于指定动态库的搜索路径（在链接阶段），该选项只在链接阶段起作用，不会被写入elf文件中。辅助链接器解析库之间的依赖关系，但不影响程序运行时的库搜索路径。适用于复杂的库依赖链（如 A 依赖 B，B 依赖 C）。

        示例：假设：

  • libapp.so 依赖 libmath.so。
  • libmath.so 依赖 libutils.so（位于 /opt/thirdparty）。
# 链接 libapp.so 时指定 libmath.so 的依赖路径
g++ -shared -fPIC app.cpp -L/opt/mylibs -lmath -Wl,-rpath-link=/opt/thirdparty -o libapp.so
  • -Wl,-rpath-link=/opt/thirdparty：告诉链接器，libmath.so 依赖的 libutils.so 在 /opt/thirdparty 目录下。
  • 但程序运行时，仍需通过 -rpath 或环境变量指定 /opt/thirdparty。

在cmake中使用：

# 设置第三方库路径
set(3RDPARTY_DIR "${PARENT_DIR}/third_party")# 设置目标属性，将运行时库搜索路径添加到目标
set_target_properties(dla_detectPROPERTIESLINK_FLAGS"-L${3RDPARTY_DIR}/zlib/lib -Wl,-rpath-link,'$ORIGIN/../../third_party/zlib/lib' \-L${3RDPARTY_DIR}/szlib/lib -Wl,-rpath-link,'$ORIGIN/../../third_party/szlib/lib' \-L${3RDPARTY_DIR}/hdf5/lib -Wl,-rpath-link,'$ORIGIN/../../third_party/hdf5/lib' \-L${3RDPARTY_DIR}/x264/lib -Wl,-rpath-link,'$ORIGIN/../../third_party/x264/lib' \-L${3RDPARTY_DIR}/x265/lib -Wl,-rpath-link,'$ORIGIN/../../third_party/x265/lib' \-L${3RDPARTY_DIR}/ffmpeg/lib -Wl,-rpath-link,'$ORIGIN/../../third_party/ffmpeg/lib' \-L${3RDPARTY_DIR}/sigmastar/lib -Wl,-rpath-link,'$ORIGIN}/../../third_party/sigmastar/lib' \-L${3RDPARTY_DIR}/arm_opencv/lib -Wl,-rpath,'$ORIGIN/../../third_party/arm_opencv/lib' \-L${PARENT_DIR}/build -Wl,-rpath-link,'$ORIGIN/../../build'"
)

 或者

# 设置第三方库路径
set(3RDPARTY_DIR "${PARENT_DIR}/third_party")# 设置rpath
set(CMAKE_EXE_LINKER_FLAGS "${CMAKE_EXE_LINKER_FLAGS} \
-L${3RDPARTY_DIR}/zlib/lib -Wl,-rpath-link,'$ORIGIN/../../third_party/zlib/lib' \
-L${3RDPARTY_DIR}/szlib/lib -Wl,-rpath-link,'$ORIGIN/../../third_party/szlib/lib' \
-L${3RDPARTY_DIR}/hdf5/lib -Wl,-rpath-link,'$ORIGIN/../../third_party/hdf5/lib' \
-L${3RDPARTY_DIR}/x264/lib -Wl,-rpath-link,'$ORIGIN/../../third_party/x264/lib' \
-L${3RDPARTY_DIR}/x265/lib -Wl,-rpath-link,'$ORIGIN/../../third_party/x265/lib' \
-L${3RDPARTY_DIR}/ffmpeg/lib -Wl,-rpath-link,'$ORIGIN/../../third_party/ffmpeg/lib' \
-L${3RDPARTY_DIR}/sigmastar/lib -Wl,-rpath-link,'$ORIGIN/../../third_party/sigmastar/lib' \
-L${3RDPARTY_DIR}/arm_opencv/lib -Wl,-rpath-link,'$ORIGIN/../../third_party/arm_opencv/lib' \
-L${PARENT_DIR}/build -lsigmastar_vVehicle_det -Wl,-rpath-link,'$ORIGIN/../../build'")

与 -rpath 的区别

  • -rpath：同时影响链接和运行时的库搜索。
  • -rpath-link：仅在链接时生效，不修改可执行文件的运行时路径。

三者对比

参数生效阶段是否影响运行时作用
-L链接时否指定链接器搜索库的路径
-rpath运行时是修改程序运行时的库搜索路径（硬编码到二进制文件）
-rpath-link链接时否辅助链接器解析库依赖关系，但不影响程序运行时的搜索路径

6.常见问题与解决方案

1.错误：libxxx.so: cannot open shared object file: No such file or directory

  • 可能原因：
    • 库未安装。
    • 库路径未包含在查找路径中。
  • 解决方案
# 1. 确认库是否存在
find / -name "libxxx.so*" 2>/dev/null# 2. 若存在，将路径添加到 LD_LIBRARY_PATH
export LD_LIBRARY_PATH=/path/to/lib:$LD_LIBRARY_PATH# 3. 或添加到系统配置
echo '/path/to/lib' | sudo tee -a /etc/ld.so.conf
sudo ldconfig

2.区分 RPATH 和 RUNPATH

  • RPATH：在 RUNPATH 和 LD_LIBRARY_PATH 之前被搜索。
  • RUNPATH：在 LD_LIBRARY_PATH 之后被搜索。

修改方法：

# 编译时指定 RPATH
gcc -Wl,-rpath,/path/to/lib ...# 编译时指定 RUNPATH（需显式使用 -rpath-link）
gcc -Wl,-rpath-link,/path/to/lib -Wl,-rpath,'$ORIGIN/../lib' ...
  • $ORIGIN 表示程序所在目录，用于相对路径。

3.链接时提示找不到库的依赖

/usr/bin/ld: libmath.so: undefined reference to `function_in_libutils'

原因：

  • libmath.so 依赖 libutils.so，但链接器找不到 libutils.so。

解决方案：

# 临时指定依赖路径
g++ -shared -fPIC app.cpp -L/opt/mylibs -lmath -Wl,-rpath-link=/opt/thirdparty -o libapp.so

7.总结

  1. 优先使用 -rpath：减少对环境变量的依赖，提高程序可移植性。
  2. 使用 $ORIGIN：让库路径相对于可执行文件，避免硬编码绝对路径。
  3. 谨慎使用 -rpath-link：仅在链接复杂依赖的库时使用，避免污染运行时路径。
  4. 测试部署：确保程序在目标环境中能正常找到库（如使用 ldd myapp 检查）。

通过合理组合 -L、-rpath 和 -rpath-link，可以灵活控制动态库的编译、链接和运行时行为，解决复杂的依赖问题。

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