2.2. GCC でのライブラリーの使用

特別なファイルの命名規則をライブラリーに使用します。foo として知られるライブラリーは、libfoo.so ファイルまたは libfoo.a ファイルとして存在する必要があります。この規則は、リンクする GCC の入力オプションでは自動的に理解されますが、出力オプションでは理解されません。

開発者は、完全にコンパイルされた言語でアプリケーションを構築する際に、静的リンクまたは動的リンクを使用できます。特に Red Hat Enterprise Linux で C および C++ 言語を使用するコンテキストでは、静的リンクと動的リンクの違いを理解することが重要です。Red Hat は、Red Hat Enterprise Linux のアプリケーションで静的リンクを使用することは推奨していません。

動的リンクおよび静的リンクは、いくつかの点で異なります。

上述のデメリットにより、静的リンクは、特にアプリケーション全体、glibc ライブラリー、および libstdc++ ライブラリーに対しては、使用しないようにしてください。

ライブラリーは、プログラムで再利用可能なコードのパッケージです。C または C++ のライブラリーは、以下の 2 つの部分で設定されます。

通常、ライブラリーのヘッダーファイルは、アプリケーションのコードとは別のディレクトリーに配置されます。ヘッダーファイルの場所を GCC に指示するには、-I オプションを使用します。

$ gcc ... -Iinclude_path ...

include_path は、ヘッダーファイルのディレクトリーのパスに置き換えます。

-I オプションは、複数回使用して、ヘッダーファイルを含むディレクトリーを複数追加できます。ヘッダーファイルを検索する場合は、-I オプションで表示順に、これらのディレクトリーが検索されます。

ライブラリーのアーカイブファイルまたは共有オブジェクトファイルの場所を GCC に渡すには、-L オプションを使用します。

$ gcc ... -Llibrary_path -lfoo ...

library_path は、ライブラリーのディレクトリーのパスに置き換えます。

-I オプションは複数回使用して、ディレクトリーを複数追加できます。ライブラリーを検索する場合は、-L オプションで表示順に、このディレクトリーが検索されます。

オプションの指定順は重要です。対象のライブラリーがディレクトリーにリンクされていることが分からないと、GCC は、ライブラリー foo をリンクできません。そのため、-L オプションを使用して先にライブラリーディレクトリーを指定してから、-l オプションでライブラリーをリンクするようにしてください。

静的なライブラリーは、オブジェクトファイルを含むアーカイブとして利用できます。リンクを行うと、作成された実行ファイルの一部となります。

動的ライブラリーは、スタンドアロンの実行ファイルとして提供します。このファイルは、リンク時およびランタイム時に必要です。このファイルは、アプリケーションの実行可能ファイルからは独立しています。

$ gcc ... -Llibrary_path -lfoo ...

プログラムを動的ライブラリーにリンクすると、作成されるプログラムは常にランタイム時にライブラリーを読み込む必要があります。ライブラリーの場所を特定するオプションは 2 つあります。

GCC とリンクし、library_path のパスを rpath として保存します。

$ gcc ... -Llibrary_path -lfoo -Wl,-rpath=library_path ...

library_path のパスは、libfoo.so ファイルを含むディレクトリーを参照する必要があります。

あとでプログラムを実行するには、次のコマンドを実行します。

$ ./program

rpath セットがなく、ライブラリーが library_path パスにある状態で、プログラムを実行します。

$ export LD_LIBRARY_PATH=library_path:$LD_LIBRARY_PATH
$ ./program

rpath の値を空白にすると柔軟性がありますが、プログラムを実行するたびに LD_LIBRARY_PATH 変数を設定する必要があります。

動的リンカーの動作に関する詳細な説明は、本書の対象外です。詳しい情報は、以下の資料を参照してください。

場合によっては、静的ライブラリーと動的ライブラリーの両方をリンクする必要があります。このような場合には、いくつかの課題があります。

このようなルールがあるため、リンクするために、静的ライブラリーまたは動的ライブラリーを選択する場合は、gcc が検索可能なバージョンのみを指定するようにします。これにより、-Lpath オプションで指定する場合に、静的ライブラリーまたは動的ライブラリーを含むディレクトリーを追加するか、追加しないかで、ある程度制御が可能になります。

また、動的リンクがデフォルトの設定であるため、明示的にリンクを指定する必要があるのは、静的と動的の両方を静的にリンクする必要がある場合のみです。考えられる方法は以下の 2 つです。

$ gcc ... path/to/libfoo.a ...

ファイルの拡張子 .a から、gcc は、このファイルがプログラムとリンクするためのライブラリーであることを理解します。ただし、ライブラリーファイルの完全パスを指定するのは柔軟な方法ではありません。

gcc が使用する ld リンカーには、-Bstatic と -Bdynamic のオプションがあり、このオプションの後に来るライブラリーが静的または動的にリンクすべきかどうかを指定します。-Bstatic とライブラリーをリカーに渡した後、以降のライブラリーを -Bdynamic オプションで動的にリンクするには、デフォルトの動的リンクの動作を手動で復元する必要があります。

プログラムをリンクするには、first ライブラリーを静的にリンク (libfirst.a) して、second ライブラリーを動的にリンク (libsecond.so) します。

$ gcc ... -Wl,-Bstatic -lfirst -Wl,-Bdynamic -lsecond ...