c++ - 使用 CMAKE 和 RPATH 捆绑 FFMPEG

Question

正如标题所解释的，我正在尝试将 FFMPEG 与我的可执行应用程序捆绑在一起。
但是，我似乎无法弄清楚 FFMPEG 共享库的运行时加载。我不确定什么是不正确的:

RPATH/RUNPATH主要项目和 FFMPEG 库。

CMake 安装步骤。

或者只是我的整个方法(很可能)。

这是一个 CMake 项目，希望最终找到“标准解决方案”，我将包含重现此问题所需的所有内容。
CMakeLists.txt:

cmake_minimum_required(VERSION 3.21) # Required for the install(RUNTIME_DEPENDENCY_SET...) subcommand
project(cmake-demo LANGUAGES CXX)

set(CMAKE_CXX_STANDARD 17)
set(CMAKE_CXX_STANDARD_REQUIRED YES)
set(CMAKE_CXX_EXTENSIONS NO)

set(CMAKE_CXX_VISIBILITY_PRESET hidden)
set(CMAKE_VISIBILITY_INLINES_HIDDEN YES)

set(CMAKE_POSITION_INDEPENDENT_CODE ON)

# Setup CMAKE_PREFIX_PATH for `find_package`
list(APPEND CMAKE_PREFIX_PATH ${CMAKE_CURRENT_LIST_DIR}/vendor/install)
find_package(PkgConfig REQUIRED)
pkg_check_modules(ffmpeg REQUIRED IMPORTED_TARGET libavdevice libavfilter libavformat libavcodec
    libswresample libswscale libavutil)

# Setup variable representing the vendor install directory
set(VENDOR_PATH ${CMAKE_CURRENT_LIST_DIR}/vendor/install)
# Set RPATH to the dependency install tree
set(CMAKE_INSTALL_RPATH $ORIGIN/../deps)

# Add our executable target
add_executable(demo main.cpp)
target_include_directories(demo PRIVATE ${VENDOR_PATH}/include)
target_link_libraries(demo PRIVATE PkgConfig::ffmpeg)

include(GNUInstallDirs)
install(TARGETS demo RUNTIME_DEPENDENCY_SET runtime_deps)
install(RUNTIME_DEPENDENCY_SET runtime_deps
    DESTINATION ${CMAKE_INSTALL_PREFIX}/deps
    # DIRECTORIES ${VENDOR_PATH}/lib
    POST_EXCLUDE_REGEXES "^/lib" "^/usr" "^/bin")

主.cpp:

extern "C"{
#include <libavcodec/avcodec.h>
}

#include <iostream>

int main(int argc, char* argv[])
{
    std::cout << "FFMPEG AVCODEC VERSION: " << avcodec_version() << std::endl;
    return 0;
}

指示:
设置 FFMPEG(这可能需要一段时间......):

git clone https://github.com/FFmpeg/FFmpeg.git --recurse-submodules --shallow-submodules vendor/src/ffmpeg
git checkout release/5.0
export INSTALL_PATH=$PWD/vendor/install
cd vendor/src/ffmpeg
./configure --prefix=$INSTALL_PATH --enable-shared --disable-static --enable-pic --enable-lto --extra-cflags=-fPIC --extra-ldexeflags=-pie
# WITH RPATH (HARDCODED TO VENDOR install directory)
# ./configure --prefix=$INSTALL_PATH --enable-shared --disable-static --enable-pic --enable-lto --extra-cflags=-fPIC --extra-ldflags=-Wl,-rpath,$INSTALL_PATH/lib --extra-ldexeflags=-pie
make -j16 V=1
make install
cd ../../..

CMake 命令:

cmake -S . -B build -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=install
cmake --build build -j16 #-v
cmake --install build

步骤之间的清理:

# Run from top-level dir of project
rm -rf build install
rm -rf vendor/install # ONLY if you need to modify the FFMPEG step.

调查:

跟随this的方向帖子我设置了RPATH/RUNPATH可执行文件的 $ORIGIN/../deps FFMPEG 库上没有 RPATH。

当我这样做时，cmake 安装步骤失败并提示 libavutil.so无法在 install(RUNTIME_DEPENDENCY_SET...) 中解决功能。这确实有意义，因为生成的 cmake_install.cmake build 中的脚本目录正在将演示可执行文件移动到安装目录并执行file(RPATH_CHANGE...)在执行运行时依赖集分析之前对可执行文件进行分析。根据 CMake 文档 here并使用 readelf -d demo RUNPATH可执行文件是$ORIGIN/../deps并且只有文档中的案例#1 适用于此，因此根本找不到该库。

来自 1 中引用的 CMake 文档，有一个DIRECTORIES install(RUNTIME_DEPENDENCY_SET...) 的参数可用作搜索路径的函数。组合 1 中的设置时，在 CMakeLists.txt 中取消注释并重新运行所有 CMake 命令，安装成功(尽管如文档所述，CMake 确实会为使用 DIRECTORIES 找到的所有依赖项发出警告)。但是，运行可执行文件(即 ./install/bin/demo )不成功，因为运行时加载程序无法找到 libswresample.so .进一步调试，我运行了 export LD_DEBUG=libs并尝试重新启动可执行文件。这表明运行时加载程序正在查找 libavcodec.so使用 $ORIGIN/../deps运行路径来自 demo .然而，当搜索传递依赖(即 libavcodec.so 的依赖于 libswresample.so )时，RUNPATH的 demo不搜索，而是加载程序回退到系统路径并且找不到库。

通过在 FFMPEG 库上设置 RPATH 并且不使用 DIRECTORIES，我能够满足 CMake 和加载器的要求。与 CMake install(RUNTIME_DEPENDENCY_SET...) 的参数子命令。 CMake 运行时没有任何警告，并且可执行文件按预期加载/运行。但是，这不是一个可行的解决方案，因为在检查 install/deps 中的库时带有 ldd 的文件夹, libswresample.so和其他图书馆指向 vendor/install部署时不会出现在包中的目录。

有谁知道标准方法是什么或我上面缺少什么？我对任何和所有建议/工具持开放态度，但我这样做是为了了解什么是“标准做法”，并希望将其扩展到跨平台解决方案(即 Windows/macOS)。因此，我想避免弄乱系统级加载程序配置(ldconfig)。
谢谢!

Answer 1

重现问题
为了尝试重现您的问题，我实际上丢弃了所有 CMake 内容并编译了 main.cpp从命令行。我想你会同意问题的根源在于 ffmpeg build 。

g++ -I vendor/install/include -c -o main.o main.cpp
g++ -L vendor/install/lib -o main main.o -lavcodec

输出如下所示:

usr/bin/ld: warning: libswresample.so.4, needed by vendor/install/lib/libavcodec.so, not found (try using -rpath or -rpath-link)
/usr/bin/ld: warning: libavutil.so.57, needed by vendor/install/lib/libavcodec.so, not found (try using -rpath or -rpath-link)
/usr/bin/ld: vendor/install/lib/libavcodec.so: undefined reference to `av_opt_set_int@LIBAVUTIL_57'
/usr/bin/ld: vendor/install/lib/libavcodec.so: undefined reference to `av_get_picture_type_char@LIBAVUTIL_57'
# many more lines of undefined references

您可以通过添加 -rpath-link 来消除此问题...

g++ -Wl,-rpath-link,vendor/install/lib -L vendor/install/lib -o main main.o -lavcodec

但可执行文件失败并出现此错误:

./main: error while loading shared libraries: libavcodec.so.59: cannot open shared object file: No such file or directory

如果您使用 -rpath而不是 -rpath-link , 你会得到这个错误:

./main: error while loading shared libraries: libswresample.so.4: cannot open shared object file: No such file or directory

最后一个错误是因为 libavcodec.so引用资料 libwresample.so ，并且它的 RPATH 中没有它。 main找到 libavcodec.so成功，但随后动态链接器卡住了。
解决问题
据我所知，ffmpeg configure脚本清理通过 --extra-ldflags 传入的参数它的变种。不管你怎么努力，我认为它不会让你通过 $以这种方式登录。要传入未经过滤的参数，您应该设置 LDFLAGS (及其变体)调用 configure 时的环境中.最终目标是得到字符串 -Wl,-rpath,'$ORIGIN'进入创建每个库的命令，这意味着我们希望将该值分配给 LDSOFLAGS .让我们从直接传递它开始:

LDSOFLAGS=-Wl,-rpath,'$ORIGIN' ../configure --prefix=$INSTALL_PATH --enable-shared --disable-static --enable-pic --enable-lto --extra-cflags=-fPIC --extra-ldexeflags=-pie

查看 src/build/ffbuild/config.mak我们看到以下行:

LDSOFLAGS=-Wl,-rpath,$ORIGIN

在这种情况下，单引号由运行 configure 的 shell 解释。命令，因此它们不会出现在生成的 makefile 中。
但是，如果我们转义单引号，那么 shell 将扩展 $ORIGIN环境变量(在这种情况下为空)，并生成以下行:

LDSOFLAGS=-Wl,-rpath,''

但是，如果您将“真实”单引号放在转义的单引号内...

LDSOFLAGS=-Wl,-rpath,\''$ORIGIN'\' ../configure --prefix=$INSTALL_PATH --enable-shared --disable-static --enable-pic --enable-lto --extra-cflags=-fPIC --extra-ldexeflags=-pie

它产生正确的行:

LDSOFLAGS=-Wl,-rpath,'$ORIGIN'

然而，现在出现了make 的问题。也使用 $迹象。通常我们可以逃脱 $将其替换为 $$ 进行签名.但是，您可以在 src/ffbuild/library.mak 中看到那LDSOFLAGS在 define RULES 内部使用，然后与行 $(eval $(RULES)) 一起应用.这将扩大 LDSOFLAGS以及其中的任何变量，即 $$将替换为单个 $在配方的最终版本中，因此，我们需要使用四个 $在eval 扩张中幸存下来的迹象以及执行配方时的扩展。

LDSOFLAGS=-Wl,-rpath,\''$$$$ORIGIN'\' ../configure --prefix=$INSTALL_PATH --enable-shared --disable-static --enable-pic --enable-lto --extra-cflags=-fPIC --extra-ldexeflags=-pie

为了完整起见，我们还要定义 LDEXEFLAGS ，因此 ffmpeg可执行文件正常工作。请注意 LDEXEFLAGS只需要两个 $标志(您必须查看生成文件才能知道这一点)。

LDEXEFLAGS=-Wl,-rpath,\''$$ORIGIN/../lib'\' LDSOFLAGS=-Wl,-rpath,\''$$$$ORIGIN'\' ../configure --prefix=$INSTALL_PATH --enable-shared --disable-static --enable-pic --enable-lto --extra-cflags=-fPIC --extra-ldexeflags=-pie

构建和安装后，最后要做的是确保 main也有正确的RPATH :

g++ -Wl,-rpath,'$ORIGIN/vendor/install/lib' -L vendor/install/lib -o main main.o -lavcodec

结果如下:

$ ./main
FFMPEG AVCODEC VERSION: 3871332