Linux ダイナミックライブラリの生成と使用ガイドの詳細な説明

Linux での動的ライブラリファイルのファイル名は libxxx.so のようになります。ここで、so は Shared Object (共有可能な対象ファイル) の略語です。

動的ライブラリをリンクして実行可能ファイルを生成する場合、動的ライブラリのコードは実行可能ファイルにコピーされませんが、動的ライブラリへの参照が実行可能ファイルに記録されます。

プログラムが実行されると、動的ライブラリファイルが読み込まれます。ダイナミックライブラリがすでにロードされている場合は、再度ロードする必要がないため、メモリ領域を節約できます。

Linux で動的ライブラリを生成して使用する手順は次のとおりです。

ソースファイルを書き込みます。
1 つまたは複数のソースファイルをコンパイルおよびリンクして、共有ライブラリを生成します。
生成されたlibxxx.soをgccオプション-L<path> -lxxxでリンクします。
libxxx.so にリンクされたプログラムを実行するには、libxxx.so をリンクライブラリの標準パスに配置するか、LD_LIBRARY_PATH を指定します。

以下、例を挙げて詳しく説明します。

ソースファイルの書き込み

ソースファイル max.c を作成します。コードは次のようになります。

int max(int n1, int n2, int n3) の
{
  整数最大数 = n1;
  max_num = max_num < n2? n2: max_num;
  max_num = max_num < n3? n3: max_num;
  max_num を返します。
}

共有ライブラリをコンパイルして生成します。

gcc -fPIC -shared -o libmax.so max.c

libmax.so を取得します。

実際、上記のプロセスは、コンパイルとリンクの 2 つのステップに分かれています。-fPIC はコンパイルオプションです。PIC は Position Independent Code の略で、位置に依存しないコードを生成する必要があることを意味します。これは、動的ライブラリに必要な機能です。-shared はリンクオプションで、gcc に実行可能ファイルではなく動的ライブラリを生成するように指示します。

上記のコマンドラインは次のものと同等です:

gcc -c -fPIC 最大.c
gcc -shared -o libmax.so max.o

動的ライブラリのインターフェースファイルの作成

動的ライブラリでどのインターフェースが使用可能かをユーザーに知らせるためには、対応するヘッダーファイルを作成する必要があります。

max.h を作成し、次のコードを入力します。

#ifndef __MAX_H__
# __MAX_H__ を定義します

int max(int n1, int n2, int n3);

#終了

テスト、動的ライブラリをリンクして実行可能ファイルを生成する

max 関数を使用する test.c ファイルを作成します。コードは次のとおりです。

#include <stdio.h>
#include "max.h"

int main(int argc, char *argv[])
{
  整数a = 10、b = -2、c = 100;
  printf("10、-2、100 の中での最大値は %d です。\n", max(a, b, c));
  0を返します。
}

gcc test.c -L. -lmax は a.out を生成します。ここで、-lmax は libmax.so をリンクすることを意味します。

-L. リンクするライブラリファイルを検索するときに現在のパスが含まれることを示します。

同じディレクトリに同じ名前の動的ライブラリと静的ライブラリがある場合、たとえば、libmax.soとlibmax.aの両方が現在のパスにある場合、
すると、gcc は動的ライブラリのリンクを優先します。

走る

./a.out を実行すると、次のエラーメッセージが表示されます。

./a.out: 共有ライブラリのロード中にエラーが発生しました: libmax.so: 共有オブジェクトファイルを開けません: そのようなファイルまたはディレクトリはありません

libmax.so が見つかりません。Linux は、/etc/ld.so.cache ファイルを通じてリンクする動的ライブラリを検索することがわかります。
/etc/ld.so.cache は、/etc/ld.so.conf ファイルを読み取る ldconfig プログラムによって生成されます。
(/etc/ld.so.conf に /lib と /usr/lib を含める必要はありません。ldconfig プログラムはこれらの 2 つのディレクトリを自動的に検索します)

libmax.so が配置されているパスを /etc/ld.so.conf に追加し、ldconfig プログラムを root 権限で実行して /etc/ld.so.cache を更新すると、a.out は実行時に libmax.so を見つけることができるようになります。

しかし、単純なテストケースとしては、システム内の変更は不適切と思われます。

もう一つの簡単な方法は、a.out に LD_LIBRARY_PATH を指定することです。

LD_LIBRARY_PATH=. ./a.out

プログラムは正常に実行されます。 LD_LIBRARY_PATH=. は、まず現在のパスでリンクされた動的ライブラリを検索するように a.out に指示します。

elf 形式の実行可能プログラムの場合、これは ld-linux.so* によって実行され、elf ファイルの DT_RPATH セグメント、環境変数 LD_LIBRARY_PATH、/etc/ld.so.cache ファイルリスト、/lib/、/usr/lib ディレクトリを検索し、見つかったライブラリファイルをメモリにロードします。

Makefileは作業を自動化する

次の内容の makefile を作成します。

.PHONY: ビルドテストクリーン

ビルド: libmax.so

libmax.so: max.o
 gcc -o $@ -shared $<

最大o: 最大c
 gcc -c -fPIC $<

テスト: a.out

a.out: test.c libmax.so
 gcc test.c -L. -lmax
 LD_LIBRARY_PATH=. ./a.out

クリーン：
 rm -f *.o *.so a.out

make build は libmax.so を生成し、make test は a.out を生成して実行し、make clean はコンパイルとテストの結果をクリーンアップします。

Linux 動的ライブラリ生成の詳細説明と使用ガイドに関するこの記事はこれで終わりです。Linux 動的ライブラリ生成に関するより関連性の高いコンテンツについては、123WORDPRESS.COM の以前の記事を検索するか、以下の関連記事を引き続き参照してください。今後とも 123WORDPRESS.COM をよろしくお願いいたします。

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