gcc: Dynamic Linking

Dynamic Linking은 프로그램이 실행될 때 필요한 라이브러리 코드를 동적으로 로드하여 사용하는 방식을 가리킴.

좀더 자세한 건 다음을 참고: Dynamic Linking

이 문서는 gcc를 사용하여 간단하게 동적라이브러리 파일을 만들고 이를 동적으로 연결하여 사용하는 실행파일을 작성 및 동작시켜보는 예제를 소개함.

0. Pre-Requirements¶

gcc (GNU Compiler Collection)¶

• C, C++, Objective-C, Fortran 등을 컴파일할 수 있는 컴파일러 모음.
• 여기서는 C 소스코드파일을 컴파일하고 Dynamic Linking을 사용하는 실행파일을 만드는데 사용됨.

단순한 예제이므로 gcc 만을 이용하나, 여러 파일들이 있는 실제 프로젝트의 경우 CMake 와 같은 빌더툴이 사용됨.

Position Independent Code (PIC)¶

동적라이브러리의 경우, 생성되는 object code가 위치 독립적이어야 여러 프로그램에서 쉽게 사용할 수 있음.

이를 고려하지 않을 경우, 고정된 메모리 주소에 의존할 수 있으며 이는 실행 프로그램에서 문제를 일으킬 수 있음.

LD_LIBRARY_PATH¶

동적라이브러리 파일이 위치하는 path를 가지고 있는 Environment Variable 임. 기본적으로 해당 경로들에서 동적라이브러리를 찾음.

이 문서에서는 단순한 예제이므로 같은 디렉토리에서 동적라이브러리 파일을 놓고 진행함.

1. 실행파일 소스코드 컴파일.¶

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// main.c
#include <stdio.h>
void print_hello(void);

int main(void) {
    print_hello();
    return 0;
}

• print_hello 함수가 선언만 되어 있을 뿐 구현이 없음.
  • 동적으로 구현코드를 로드하여 사용할 예정임.

다음의 명령어로 컴파일.

gcc -c main.c -o main.o

• -o 옵션에 지정된 이름의 object code 파일이 생성됨.

2. 동적라이브러리 소스코드 컴파일.¶

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// mylib.c
#include <stdio.h>

void print_hello(void){
    printf("Hello, World from Shared Library!\n");
}

• Source code상에서는 차이점이 없음.

다음의 명령어로 동적라이브러리 파일(.so 파일, Shared Object)로 컴파일.

gcc -shared -fPIC -o libmylib.so mylib.c

• -shared : 이 옵션은 컴파일러에게 공유라이브러리로 컴파일하도록 지시 (Shared Object 로 컴파일)
• -fPIC : 이 플래그는 생성되는 object code 가 위치 독립적이도록 지시함 (Shared Object에서 필요한 기능)

Linux 등의 경우, Shared Object 파일의 이름은 lib라는 접두사로 시작하고, .so라는 extension으로 끝나는게 관례임.

3. 동적라이브러리 사용하는 실행파일 빌드.¶

gcc main.o -o myexecutable -L. -lmylib

• -o : 빌드 결과 파일 이름 지정하는 옵션으로 myexecutable이라는 이름으로 실행파일 생성.
• -L : -L/path/to/lib 의 형태로 동적라이브러리가 위치하는 경로를 지정해주는 옵션.
  • 경로를 복수개 지정가능함: 복수개의 -L 옵션을 사용하면 됨.
  • -L/path/to/lib1:/path/to/lib2 처럼 Colon :으로 구분하기도 하나 비추천.
  • 주어진 순서에 따라 라이브러리가 검색되며, 앞에 있는 라이브러리에 우선권이 있음.
• l : -ltargetlib 의 형태로 Dynamic Linking이 이루어지는 라이브러리 파일명을 지정.
  • 여기서 lib접두사와 .so 확장자는 빠짐.
  • 복수 개의 Shared Object 지정 가능함.

4. 실행하기.¶

❯ ./myexecutable
Hello, World from Shared Library!

5. 참고.¶

일반적으로 .so파일 하나당 하나의 소스코드가 존재함.

여러 object 파일들을 묶어서 하나의 .so 파일로 만들 수 있지만 일반적이진 않음.

참고자료¶

• 실습동영상