追加ライブラリとのリンク

通常、コンパイラドライバによって、適切なライブラリがリンカーに指定されているかどうかが確認されますが、ほとんどの場合、自分独自のライブラリを指定することが必要です。共有オブジェクトとアーカイブは、リンカーに必要な入力ファイルに明示的に命名することによって指定できますが、より一般的で柔軟性のある方法として、リンカーの -l オプションを使用する方法があります。

ライブラリの命名規約

規則により、通常、共有オブジェクトは接頭辞 lib と接尾辞 .so で指定され、アーカイブは接頭辞 lib と接尾辞 .a で指定されます。たとえば、libc.so とは、コンパイル環境で使用可能になった標準 C ライブラリの共有オブジェクトバージョンで、libc.a とは、そのライブラリのアーカイブバージョンです。

これらの規則は、リンカーの -l オプションによって認識されます。このオプションは、通常、追加ライブラリをリンク編集に供給する場合に使用します。次の例では、リンカーに libfoo.so を検索するように指示します。 リンカーが libfoo.so を検索できない場合は、libfoo.a を検索してから次の検索ディレクトリに移動するように指示しています。

$ cc -o prog file1.c file2.c -lfoo

命名規約には、共有オブジェクトの「コンパイル」環境での使用に関するものと、共有オブジェクトの実行時環境での使用に関するものがあります。コンパイル環境では、単に .so 接尾辞を使用するのに対し、実行時環境では、通常、追加のバージョン番号を指定した接尾辞を使用します。命名規約、および バージョン管理ファイル名の管理を参照してください。

動的モードでリンク編集を行う場合、共有オブジェクトとアーカイブとを組み合わせたものへのリンクを選択できます。静的モードでリンク編集を行う場合、入力を受け入れるのはアーカイブライブラリだけです。

動的モードで、ライブラリの検索を可能にする -l オプションを使用すると、リンカーは、まず、指定されたディレクトリ内で、指定された名前と一致する共有オブジェクトを検索します。一致するものが見つからない場合、リンカーは、次に同じディレクトリ内でアーカイブライブラリを検索します。静的モードで -l オプションを使用する場合は、アーカイブライブラリだけが検索されます。

共有オブジェクトとアーカイブとの混合体へのリンク

ライブラリ検索メカニズムにより動的モードで共有オブジェクトを検索する場合、指定したディレクトリがまず検索され、次にアーカイブライブラリが検索されます。検索タイプをより詳細に制御するには、-B オプションを使用します。

コマンド行上に -B dynamic と -B static オプションを必要な回数だけ指定することによって、ライブラリ検索は共有オブジェクトまたはアーカイブをそれぞれ切り替えることができます。たとえば、アーカイブ libfoo.a と共有オブジェクト libbar.so とリンクするには、次のコマンドを発行します。

$ cc -o prog main.o file1.c -Bstatic -lfoo -Bdynamic -lbar

キーワード -B static と -B dynamic は、正確には対称ではありません。-B static を指定すると、リンカーは、次の-B dynamic の発生まで入力として共有オブジェクトを受け入れません。しかし、-B dynamic を指定すると、リンカーは、指定されたディレクトリ内で、最初に共有オブジェクトを検索し、次にアーカイブを検索します。

上記の例をより正確に説明すると、リンカーは、最初に libfoo.a を検索し、次に libbar.so を検索します。そしてこれに失敗すると libbar.a を検索します。 最後に、libc.so を検索し、これに失敗すると libc.a を検索します。

コマンド行上のアーカイブの位置

コマンド行上のアーカイブの位置は、作成される出力ファイルに影響を及ぼします。リンカーはアーカイブを検索して、以前に参照したことのある定義されていない仮の外部参照だけを解決します。この検索が完了し、必要な再配置可能オブジェクトが抽出された後で、リンカーはコマンド行上の次の入力ファイルに移動します。

このためデフォルトでは、コマンド行上で先行するアーカイブを、後続の入力ファイルからの新しい参照の解決に使用することはありません。たとえば、次のコマンドでは、file1.c で得たシンボル参照を解決するためだけに、libfoo.a を検索するように、リンカーに指示しています。libfoo.a アーカイブは、file2.c または file3.c のシンボル参照を解決するためには、使用されません。

$ cc -o prog file1.c -Bstatic -lfoo file2.c file3.c -Bdynamic

原則として、コマンド行の最後にアーカイブを指定するのが最善の方法です。ただし、複数の定義が衝突するために必要となる場合は除きます。

場合によっては、あるアーカイブから抽出された構成要素が、他のアーカイブから抽出された構成要素によって解決されるといった、アーカイブの相互依存関係が存在します。依存関係が循環している場合は、前方の参照を解決するために、コマンド行上でアーカイブを繰り返し指定する必要があります。次に例を示します。

$ cc -o prog .... -lA -lB -lC -lA -lB -lC -lA

アーカイブの繰り返し指定の決定と管理はやっかいなものです。-z rescan オプションを指定すれば、この処理は簡単になります。 このオプションを指定した場合は、すべての入力ファイルの処理が完了すると、シンボル参照の解決に必要な再配置可能オブジェクトを検索するために、すべてのアーカイブが再度処理されます。 アーカイブ全体を走査しても新しい再配置可能オブジェクトが抽出されないと、アーカイブの再走査は終了します。前述の例は、次のように単純化できます。

$ cc -o prog -z rescan .... -lA -lB -lC

リンカーが検索するディレクトリ

ここまでの例はすべて、リンカーが、コマンド行上にリストされたライブラリを検索する場所を認識していることを前提としています。デフォルトでは、32 ビットオブジェクトをリンクする場合、リンカーがライブラリを検索するディレクトリとして認識しているのは、2 つの標準的なディレクトリ /usr/ccs/lib と /usr/lib です。64 ビットオブジェクトのリンクの場合は、1 つの標準的なディレクトリ /usr/lib/64 のみが使用されます。これ以外のディレクトリを検索させたい場合には、リンカーの検索パスに明示的に付加する必要があります。

リンカー検索パスを変更するには、2 種類の方法があります。コマンド行オプションを使用するか、環境変数を使用します。

コマンド行オプションの使用

-L オプションを使用すると、ライブラリ検索パスに新しいパス名を追加できます。このオプションは、コマンド行上で遭遇したその地点で、検索パスに影響を与えます。たとえば、次のコマンドでは、libfoo を検出するときは、path1 を検索し、次に /usr/ccs/lib と /usr/lib を検索します。 libbar を検出するときは、path1 を検索し、次に path2 を検索し、最後に /usr/ccs/lib と /usr/lib を検索します。

$ cc -o prog main.o -Lpath1 file1.c -lfoo file2.c -Lpath2 -lbar

-L オプションを使用して定義されたパス名は、リンカー専用です。これらのパス名は、実行時リンカーが使用するために作成される出力ファイルイメージ内には記録されません。

カレントディレクトリ内のライブラリの検索にリンカーを使用する場合は、-L を指定する必要があります。ピリオド (.) を使用して、カレントディレクトリを示すことができます。

-Y オプションを使用すると、リンカーが検索するデフォルトのディレクトリを変更できます。このオプションに指定する引数は、ディレクトリのリストをコロンで区切った書式で示します。たとえば、次のコマンドは、ディレクトリ /opt/COMPILER/lib と /home/me/lib 内だけを調べて libfoo を検索します。

$ cc -o prog main.c -YP,/opt/COMPILER/lib:/home/me/lib -lfoo

-Y オプションを使用して指定したディレクトリは、-L オプションを使用して補足できます。

環境変数の使用

コロンで区切られたディレクトリリストをとる環境変数 LD_LIBRARY_PATH を使用しても、リンカーのライブラリ検索パスを付加できます。この最も一般的な書式 LD_LIBRARY_PATH では、セミコロンで区切られた 2 つのディレクトリリストをとります。最初のリストは、コマンド行上に指定されたリストよりも前に検索され、2 番目のリストはコマンド行上のリストよりも後に検索されます。

ここでは、LD_LIBRARY_PATH の設定と、いくつかの -L オプションを指定したリンカーの呼び出しを組み合わせています。

$ LD_LIBRARY_PATH=dir1:dir2;dir3
$ export LD_LIBRARY_PATH
$ cc -o prog main.c -Lpath1 ... -Lpath2 ... -Lpathn -lfoo

有効な検索パスは、次のとおりです。dir1:dir2:path1:path2... pathn:dir3:/usr/ccs/lib:/usr/lib

LD_LIBRARY_PATH 定義の一部にセミコロンが指定されてない場合は、指定されたディレクトリリストは、-L オプションの後で解釈されます。次の例では、有効な検索パスは次のとおりです。path1:path2... pathn:dir1:dir2:/usr/ccs/lib:/usr/lib

$ LD_LIBRARY_PATH=dir1:dir2
$ export LD_LIBRARY_PATH
$ cc -o prog main.c -Lpath1 ... -Lpath2 ... -Lpathn -lfoo

この環境変数は、実行時リンカーの検索パスを拡張する場合にも使用できます。実行時リンカーが検索するディレクトリを参照してください。 この環境変数がリンカーに影響しないようにするには、-i オプションを使用します。

実行時リンカーが検索するディレクトリ

実行時リンカーが依存関係を調べるときに検索する場所は、デフォルトの 1 か所だけです。この場所は、32 ビットオブジェクトを処理する場合は /usr/lib、64 ビットオブジェクトを処理する場合は /usr/lib/64 です。この他のディレクトリを検索する場合は、実行時リンカーの検索パスに明示的に追加する必要があります。

動的実行可能ファイルまたは共有オブジェクトが別の共有オブジェクトとリンクされるとき、これらの共有オブジェクトは依存関係として記録されます。このような依存関係は、プロセスの実行中に実行時リンカーによって再配置される必要があります。リンク編集中には、1 つまたは複数の検索パスを出力ファイル内に記録できます。これらの検索パスは、実行時リンカーが依存関係を検索するときに使用されます。この記録された検索パスは、「実行パス」と呼ばれます。

-z nodefaultlib オプションを使用すると、実行時にデフォルトの場所を検索しない特別なオブジェクトを作成できます。 このオプションを使用すると、オブジェクトのすべての依存関係はその実行パスを使用して検索されます。このオプションを使用しない場合、どれだけ検索パスを実行時リンカーに指定しても、最後の要素は常にデフォルトの場所になります。つまり、32 ビットオブジェクトの場合は /usr/lib、64 ビットオブジェクトの場合は /usr/lib/64 です。

デフォルトの検索パスは、実行時構成ファイルを使って管理できます。デフォルトの検索パスの設定を参照してください。 ただし、オブジェクト作成者はこのファイルの存在に依存すべきではありません。常に、実行パスまたはデフォルトの場所だけでオブジェクトの依存関係を検索できるようにする必要があります。

コロンで区切られたディレクトリリストを指定する、-R オプションを使用すると、動的実行可能ファイルまたは共有オブジェクト内に実行パスを記録できます。次の例では、動的実行可能ファイル prog 内に、実行パス /home/me/lib:/home/you/lib が記録されます。

$ cc -o prog main.c -R/home/me/lib:/home/you/lib -Lpath1 \
-Lpath2 file1.c file2.c -lfoo -lbar

共有オブジェクトの依存関係を取得するとき、実行時リンカーはまず上記パスを検索してから、デフォルトの場所を検索します。この場合、この実行パスは、libfoo.so.1 と libbar.so.1 の検索に使用されます。

リンカーには複数の -R オプションを指定できます。複数指定された場合は、コロンで区切って連結されます。したがって、上記の例は次のように示すこともできます。

$ cc -o prog main.c -R/home/me/lib -Lpath1 -R/home/you/lib \
-Lpath2 file1.c file2.c -lfoo -lbar

さまざまな場所にインストールされる可能性のあるオブジェクトについては、$ORIGIN 動的ストリングトークンを使用して、柔軟に実行パスを記録できます。関連する依存関係の配置を参照してください。

以前は、-R オプションの指定に代わるものとして、環境変数 LD_RUN_PATH を設定してリンカーがこれを使用できるようにする方法がありました。LD_RUN_PATH および -R の適用範囲と機能は全く同じですが、この両方を指定した場合は、-R によって LD_RUN_PATH は上書きされます。