Linux C ライブラリについて

静的ライブラリ，共有ライブラリ，動的リンク，静的リンク

静的ライブラリとは

• 静的ライブラリ (static library) は ar コマンドで .o をまとめて作った .a ファイル．
• libhoge.a が有る時，gcc に -lhoge オプションを与えるとリンクされる．
• データが全て含まれるので .a ファイルはコンパイル時のみ必要
• .a ファイルの中身は .o ファイルの連結のようなものであり，連結時に与えた順番通りに読み込まれる

共有ライブラリとは

• 共有ライブラリ (shared library) は gcc に -shared オプションを与えて得られる .so ファイル．
• libhoge.so が有る時，gcc に -lhoge オプションを与えるとリンクされる．

共有ライブラリの動的リンクとは

• 共有ライブラリは通常は動的リンクされる．
• .so ファイルの内容は実行ファイルに含まれず，.so ファイルが必要であるということが記録される．
• 実行時に，動的リンカローダがメモリマップを弄って同じプロセスから使えるようにする．
• ldd コマンドで動的リンクされ依存している .so ファイルが見れる．

共有ライブラリの静的リンクとは

• 共有ライブラリも静的リンクできる．gcc に -static オプションを与えると共有ライブラリが静的リンクされる．この場合，.so フィアルに依存しない．
• 他にも 例えば -static-libstdc++ と与えると libstdc++.so への依存が消える．
• 吐かれるバイナリは大きくなる．

動的リンクの利点

• ファイルサイズが小さくなる．
• 複数のプロセスから共有することにより使用メモリも少なくなる (Position Independent Code (PIC))．
• ABI を壊さなければ，共有ライブラリを入れ替えるだけで処理を変えられる．

静的リンクの利点

• .so ファイルが設置されていない環境でも動く．

Position Independent Code (PIC) とは

• 実行時の再配置が不要なオブジェクトファイル．
• gcc に -fPIC オプションを与えると生成される．
• PIC でない共有ライブラリを作ることも可能だが，再配置のぶんプログラムの起動が遅くなる上，書き換えによってメモリ上の共有が行われなくなる．
• しかし，PIC でない共有ライブラリの方が読み込み後の実行速度は早い（と思う）．