Linux ライブラリ

周辺知識

実行可能ファイル

/etc/ ディレクトリ

リンク

オブジェクトファイル（.o）やライブラリ（.a、.so）を結合し、1つの実行可能ファイルやライブラリを作成するプロセスのこと

リンカ

リンクを実行するプログラム、またはツール。

静的リンカ（ld） と 動的リンカ（ld.so） がある。

ライブラリ

Linux のライブラリは C言語や C++ で作られることが多い。Rust、Python、Go などでも作成することができる。

ライブラリには 静的ライブラリ と 動的ライブラリ がある。

静的ライブラリ

• lib<ライブラリ名>.a
  • オブジェクトファイル（.o）をまとめたもの
  • a：archive
• コンパイル時 にリンクされる
  • ライブラリのコードが実行可能ファイルに埋め込まれる
• ライブラリ変更時に再コンパイルが必要
• 実行可能ファイルが大きくなる

C 言語でライブラリを利用する場合

$ gcc -c mylib.c -o mylib.o # ソースファイル mylib.c をコンパイルしてオブジェクトファイルを生成
$ ar rcs libmylib.a mylib.o # オブジェクトファイル mylib.o から 静的ライブラリを生成する
$ gcc main.c -o myapp -L/home/user/mylib -lmylib # -L で指定したディレクトリにある静的ライブラリを main.c にリンクしながらコンパイルして myapp として出力する

静的ライブラリのリンク

静的リンクはプログラムの実行前に行われる。静的なリンクを行うリンカには以下がある。

• $ ld
  • ld の語源は link editor とされる
• $ gcc
  • コンパイルもできるツール
  • 内部で ld が利用される

動的ライブラリ（共有ライブラリ）

動的ライブラリは 共有ライブラリ と呼ばれる。

• lib<ライブラリ名>.so.<メジャーバージョン>.<マイナーバージョン>
  • so：shared object
• 実行時 にリンクされる
  • 「ライブラリ」と「実行ファイル」は別ファイルで存在する
• ライブラリの変更時に実行可能ファイルは再コンパイル不要
• 実行可能ファイルを小さくできる

共有ライブラリのリンク

共有ライブラリのリンクはプログラムの実行時に行われるため、リンカはプログラムをロードする機能を併せ持つ。

共有ライブラリのリンカには以下がある。リンカ自体もプログラムである。

• ld.so
• ld-linux.so

共有ライブラリの置き場

リンカは

• /lib/
• /user/lib/

に配置された共有ライブラリから必要nものを探すため、それ以外のディレクトリに配置した場合には /etc/ld.so.conf に検索パスを追加する必要がある。

また 環境変数 $LD_LIBRARY_PATH にパスを追加する方法もある。

リンカがリンクを実行する際に、共有ライブラリを探す場所の優先順位は以下の通り。

1. LD_LIBRARY_PATH に記載されたパス
2. /etc/ld.so.cache
3. /lib/、/usr/lib/、/etc/ld/so.conf に記載されたパス

キャッシュ

共有ライブラリはプログラム実行の度に必要となるため、/etc/ld.so.cache というバイナリファイルにキャッシュされ、再利用されることがある。

この /etc/ld.so.cache を更新するためには $ ldconfig コマンドを実行する必要がある。

$ ldconfig

/etc/ld.so.conf を基に、/etc.ld.so.cache を再構築する。

共有ライブラリを変更した場合に、変更前のキャッシュが使用されないようするために利用される。

$ ldd

list dynamic dependencies

実行ファイルが必要としている共有ライブラリを確認する

$ ldd 実行可能ファイル

参考

• Linux教科書 LPICレベル1 Version5.0対応