exeファイルはどのdllを参照すべきか、知っているのでしょうか。

質問

dllとは、プログラムが実行時に参照するものですよね。
よく使われる機能があらかじめ作られているものですよね。

私はＣ言語しか知らないので、Ｃ言語でプログラミングすることで話を進めさせてください。
（とは言っても、ごく初歩的なプログラムが組めるだけの素人です。）
ＯＳはWindowsということにします。

Ｃ言語は、関数の集まりでソースが書かれています。
dllも、中身に関数の実体が記述されている、そういうイメージでしょうか。

私がもっと勉強して、複雑なプログラムを組んだりすると、
「あ、これはdllに実体がある機能だから、いちいち実装を書かなくてもいいんだな」
と考えて、ソースファイル（　～.c　）の中でその関数を使うだろうと思います。

私がよくわからないのはここからです。
dllにある関数をソースで使って、無事コンパイルして、さあリンクしてexeを作りましょう、
というときに、リンカ（リンクを行うプログラム）は、
「そんな関数、実体がないぞ」
って文句を言ってこないのでしょうか。

いや、リンカは、dllに実体がある関数だということを知っているはず。
でもそれって、いちいち
「この関数はどこどこにある　○○.dll　というdllに書いてあります」
というふうに、リンカに教えてあげなくてはいけないのでしょうか。
（それってまさか、ソースに書くわけじゃないですよね？　）

それから、
exeファイルっていうのは「この機能はdllに行わせる機能だ」ということを知っているのでしょうか。

dllに行わせる機能だということを知っているとしても、
どのディレクトリにある　なんと言う名のdllに　その機能が書かれていることまで知っているのでしょうか。
（でもそこまで知っていたら逆に、ディレクトリ構成の違うマシンでは実行できなくなってしまうし。）

そういうような原理的なことを教えてください。

回答No.2

BLACKTALON

DLLの場合、俗にスタティックリンクという方法とダイナミックリンクというリンクの方法と2つあります。
(本当に俗なので正しい呼称は知りません)

まず、スタティックリンクのときは通常通り、.hファイルと.LIBファイルが存在します。
で、普通にリンクできます。
ただし、ライブラリの実体はリンクされず、プログラムの実行時にDLLファイルからロードされる仕組みになっているようです。
このとき、ある順序でDLLを探して無い場合は実行できません。
エラーが出るはずです。
つまり、LIBファイルはどのDLLにどの関数があるかの記述があるのだろうと
思われます。

ダイナミックリンクの時はLoadLibrary()とGetProcAddress()Win32APIを使って関数のポインタを取得することで使用が可能になります。
この場合、.hも.LIBも要らないはずです。この場合はどのDLLにどの関数が入っているかを当然プログラマは熟知し、コード内に記述する必要があります。
DLLの場所に関してはLoadLibrary()の検索順序に当てはまるようにする必要がありますしパスをハードコーディングしていればそのディレクトリにDLLが無いと見つかりません。

なお、最近はDLLのバージョンの違いによる障害・トラブルの解決などいろんな技術によって若干この話が当てはまらないことがあるかも知れないです。

LoadLibraryの検索順序に関しては参考URLの解説をご覧ください。
1番の方はSystemディレクトリにDLLを置くと動作するのはPATHのためだと解説されていますが、Systemディレクトリに関してはPATHよりもLoadLibrary()の仕様であると解釈した方が良さそうです。
ただしPATHが通っているとDLLの関数を実行できることは間違いないです。

どちらにせよ、ライブラリをリンクしたり、ヘッダファイルをインクルードしたり、コード内にDLLファイル名を記述する必要があるわけですから、プログラマはその関数について有る程度知っている必要はありますよね。
参考URLのLoadLibrary()のヘルプにもLoadLibrary()自体がどのDLLに記述されていてどのLIBをリンクし、どのヘッダをインクルードすればよいかが最後に書いてあります(ただし、VC++はほとんど自動でやってくれますけどね)。

参考URL：

http://www.microsoft.com/japan/developer/library/jpwinpf/_win32_loadlibrary.htm

補足

＞DLLの場合、俗にスタティックリンクという方法とダイナミックリンクというリンクの方法と2つあります。

すみません。「DLL＝ダイナミックリンク。」だと思っていました。
（DLLは「ダイナミックリンクライブラリ」ですよね。）

＞スタティックリンクのときは通常通り、.hファイルと.LIBファイルが存在します。
で、普通にリンクできます。
＞ただし、ライブラリの実体はリンクされず、プログラムの実行時にDLLファイルからロードされる仕組みになっているようです。

↑これを「ダイナミックリンク」というのだと思っていました。

＞このとき、ある順序でDLLを探して無い場合は実行できません。
＞エラーが出るはずです。

「○○.dllが見つからない」というエラーですね。

＞つまり、LIBファイルはどのDLLにどの関数があるかの記述があるのだろうと
思われます。

あ、そうか。リンカは、リンクを行うときに、.LIBファイルを見て、
「この関数の実体は○○.dllというdllにあるんだな」
ということを知るわけですね。
リンカは、exeの中に「この関数の実体は○○.dllというdllにある」ということを吹き込むわけですね。
だから、exeは、そのことを知っているわけですね。

＞ダイナミックリンクの時は...
すみません。私の頭がついていけません。
ゆっくり考えさせてください。

＞どちらにせよ、ライブラリをリンクしたり、ヘッダファイルをインクルードしたり、コード内にDLLファイル名を記述する必要があるわけですから、

（ダイナミックリンクはちょっと理解できていないんですが...）
スタティックリンクのときは　.LIBにdll名が書かれているわけだから、
「コード内にDLLファイル名を記述する必要があるわけです」というのは、.LIBを作るときの話ですよね？