shell[編譯C]打包靜態(tài)庫使用ar命令

1 打包腳本

腳本如下,下面附上ar 和 ranlib命令參考(命令來自于網(wǎng)絡(luò))

ALLLIB=*.a

FILE=`ls *.a`

#原來的庫解壓重命名

for F in $FILE

do

ar x $F

OBJ=`ar t $F`

for O in $OBJ

do

mv $O ${F}_${O}

done

done

#ar c 創(chuàng)建一個庫,ar r 插入文件。ar s ==ranlib 向庫中插入文件或者更新庫

ar cr $ALLLIB *.o

ranlib $ALLLIB

mv $ALLLIB ../

mkdir -p tmp

mv *.o tmp


2 更新靜態(tài)庫

使用ar r?

3 合并靜態(tài)庫


ar 高級用法---使用ar腳本


第一步:

我們在命令終端中一次輸入

echo CREATE libyuerapi.a > ar.mac 回車

echo SAVE >> ar.mac 回車

echo END >> ar.mac 回車

ar -M < ar.mac

我們可一個通過cat ar.mac看到ar.mac文件中的內(nèi)容,而且我們也可以看到有一個libyuerapi.a生成了。目前其實里面什么都沒有。

第二步:

上一步我們已經(jīng)成功的創(chuàng)建了libyuerapi.a文件,現(xiàn)在我們向其中添加.o文件

ar -q libyuerapi.a yuer1.o

ar -q libyuerapi.a yuer2.o

ar -q libyuerapi.a yuer3.o

第三步:

把libyucom.a添加到libyuerapi.a庫文件中

我們以同樣的方式創(chuàng)建一個ar.mac文件

echo OPEN libyuerapi.a > ar.mac 回車

echo ADDLIB libyucom1.a >> ar.mac 回車

echo SAVE >> ar.mac 回車

echo END >> ar.mac 回車

ar -M < ar.mac 回車


二 具體說明



當我們的程序中有經(jīng)常使用的模塊,而且這種模塊在其他程序中也會用到,這時按照軟件重用的思想,我們應(yīng)該將它們生成庫,使得以后編程可以減少開發(fā)代碼量。這里介紹兩個命令ar和nm,用來對庫操作。


ar基本用法

 當我們的程序中有經(jīng)常使用的模塊,而且這種模塊在其他程序中也會用到,這時按照軟件重用的思想,我們應(yīng)該將它們生成庫,使得以后編程可以減少開發(fā)代碼量。這里介紹兩個命令ar和nm,用來對庫操作。

?

  ar命令可以用來創(chuàng)建、修改庫,也可以從庫中提出單個模塊。庫是一單獨的文件,里面包含了按照特定的結(jié)構(gòu)組織起來的其它的一些文件(稱做此庫文件的member)。原始文件的內(nèi)容、模式、時間戳、屬主、組等屬性都保留在庫文件中。

  下面是ar命令的格式:

  ar [-]{dmpqrtx}[abcfilNoPsSuvV] [membername] [count] archive files...

例如我們可以用ar rv libtest.a hello.o hello1.o來 生成一個庫,庫名字是test,鏈接時可以用-ltest鏈接。該庫中存放了兩個模塊hello.o和hello1.o。選項前可以有‘-'字符,也可以 沒有。下面我們來看看命令的操作選項和任選項?,F(xiàn)在我們把{dmpqrtx}部分稱為操作選項,而[abcfilNoPsSuvV]部分稱為任選項。

  {dmpqrtx}中的操作選項在命令中只能并且必須使用其中一個,它們的含義如下:

d:從庫中刪除模塊。按模塊原來的文件名指定要刪除的模塊。如果使用了任選項v則列出被刪除的每個模塊。

m:該操作是在一個庫中移動成員。當庫中如果有若干模塊有相同的符號定義(如函數(shù)定義),則成員的位置順序很重要。如果沒有指定任選項,任何指定的成員將移到庫的最后。也可以使用'a','b',或'I'任選項移動到指定的位置。

p:顯示庫中指定的成員到標準輸出。如果指定任選項v,則在輸出成員的內(nèi)容前,將顯示成員的名字。如果沒有指定成員的名字,所有庫中的文件將顯示出來。

q:快速追加。增加新模塊到庫的結(jié)尾處。并不檢查是否需要替換。'a','b',或'I'任選項對此操作沒有影響,模塊總是追加的庫的結(jié)尾處。如果使用了任選項v則列出每個模塊。 這時,庫的符號表沒有更新,可以用'ar s'或ranlib來更新庫的符號表索引。

r:在庫中插入模塊(替換)。當插入的模塊名已經(jīng)在庫中存在,則替換同名的模塊。如果若干模塊中有一個模塊在庫中不存在,ar顯示一個錯誤消息,并不替換其他同名模塊。默認的情況下,新的成員增加在庫的結(jié)尾處,可以使用其他任選項來改變增加的位置。

t:顯示庫的模塊表清單。一般只顯示模塊名。

x:從庫中提取一個成員。如果不指定要提取的模塊,則提取庫中所有的模塊。

  下面在看看可與操作選項結(jié)合使用的任選項:

a:在庫的一個已經(jīng)存在的成員后面增加一個新的文件。如果使用任選項a,則應(yīng)該為命令行中membername參數(shù)指定一個已經(jīng)存在的成員名。

b:在庫的一個已經(jīng)存在的成員前面增加一個新的文件。如果使用任選項b,則應(yīng)該為命令行中membername參數(shù)指定一個已經(jīng)存在的成員名。

c:創(chuàng)建一個庫。不管庫是否存在,都將創(chuàng)建。

f:在庫中截短指定的名字。缺省情況下,文件名的長度是不受限制的,可以使用此參數(shù)將文件名截短,以保證與其它系統(tǒng)的兼容。

i:在庫的一個已經(jīng)存在的成員前面增加一個新的文件。如果使用任選項i,則應(yīng)該為命令行中membername參數(shù)指定一個已經(jīng)存在的成員名(類似任選項b)。

l:暫未使用

N:與count參數(shù)一起使用,在庫中有多個相同的文件名時指定提取或輸出的個數(shù)。

o:當提取成員時,保留成員的原始數(shù)據(jù)。如果不指定該任選項,則提取出的模塊的時間將標為提取出的時間。

P:進行文件名匹配時使用全路徑名。ar在創(chuàng)建庫時不能使用全路徑名(這樣的庫文件不符合POSIX標準),但是有些工具可以。

s:寫入一個目標文件索引到庫中,或者更新一個存在的目標文件索引。甚至對于沒有任何變化的庫也作該動作。對一個庫做ar s等同于對該庫做ranlib。

S:不創(chuàng)建目標文件索引,這在創(chuàng)建較大的庫時能加快時間。

u:一般說來,命令ar r...插入所有列出的文件到庫中,如果你只想插入列出文件中那些比庫中同名文件新的文件,就可以使用該任選項。該任選項只用于r操作選項。

v:該選項用來顯示執(zhí)行操作選項的附加信息。

V:顯示ar的版本。

?對于每一個符號,nm列出其值(the symbol value),類型(the symbol type)和其名字(the symbol name)。

例如,

對于每一個符號,nm列出其值(the symbol value),類型(the symbol type)和其名字(the symbol name)。如下例:

00000024 T cleanup_before_linux

00000018 T cpu_init

00000060 T dcache_disable

00000054 T dcache_enable

0000006c T dcache_status

00000000 T do_reset

0000003c T icache_disable

00000030 T icache_enable

00000048 T icache_status

上面的顯示是使用nm cpu.o的輸出,對于cleanup_before_linux這個符號來說,00000024是以16進制顯示的其值,T為其類型,而cleanup_before_linux是其名字??梢钥闯?,上面顯示的cleanup_before_linux這個symbol的值實際上是該函數(shù)在text section中的偏移。但是,每個符號的值的具體含義依其類型而異。當然,對于每個符號的值,其類型、其值以及它們所屬的section是密切相關(guān)的。

總結(jié):

符號

類型

說明

A該符號的值是絕對的,在以后的鏈接過程中,不允許進行改變。這樣的符號值,常常出現(xiàn)在中斷向量表中,例如用符號來表示各個中斷向量函數(shù)在中斷向量表中的位置。

B該符號的值出現(xiàn)在非初始化數(shù)據(jù)段(bss)中。例如,在一個文件中定義全局static int test。則該符號test的類型為b,位于bss section中。其值表示該符號在bss段中的偏移。一般而言,bss段分配于RAM中

C該符號為common。common symbol是未初始話數(shù)據(jù)段。該符號沒有包含于一個普通section中。只有在鏈接過程中才進行分配。符號的值表示該符號需要的字節(jié)數(shù)。例如在一個c文件中,定義int test,并且該符號在別的地方會被引用,則該符號類型即為C。否則其類型為B。

D該符號位于初始話數(shù)據(jù)段中。一般來說,分配到data section中。例如定義全局int baud_table[5] = {9600, 19200, 38400, 57600, 115200},則會分配于初始化數(shù)據(jù)段中。

G該符號也位于初始化數(shù)據(jù)段中。主要用于small object提高訪問small data object的一種方式。

I該符號是對另一個符號的間接引用。

N該符號是一個debugging符號。

R該符號位于只讀數(shù)據(jù)區(qū)。例如定義全局const int test[] = {123, 123};則test就是一個只讀數(shù)據(jù)區(qū)的符號。注意在cygwin下如果使用gcc直接編譯成MZ格式時,源文件中的test對應(yīng)_test,并且其符號類型為D,即初始化數(shù)據(jù)段中。但是如果使用m6812-elf-gcc這樣的交叉編譯工具,源文件中的test對應(yīng)目標文件的test,即沒有添加下劃線,并且其符號類型為R。一般而言,位于rodata section。值得注意的是,如果在一個函數(shù)中定義const char *test = “abc”, const char test_int = 3。使用nm都不會得到符號信息,但是字符串“abc”分配于只讀存儲器中,test在rodata section中,大小為4。

S符號位于非初始化數(shù)據(jù)區(qū),用于small object。

T該符號位于代碼區(qū)text section。

U該符號在當前文件中是未定義的,即該符號的定義在別的文件中。例如,當前文件調(diào)用另一個文件中定義的函數(shù),在這個被調(diào)用的函數(shù)在當前就是未定義的;但是在定義它的文件中類型是T。但是對于全局變量來說,在定義它的文件中,其符號類型為C,在使用它的文件中,其類型為U。

V該符號是一個weak object。

WThe symbol is a weak symbol that has not been specifically tagged as a weak object symbol.

-該符號是a.out格式文件中的stabs symbol。

?該符號類型沒有定義


更新靜態(tài)庫的符號索引表

本小節(jié)的內(nèi)容相對簡單。前邊提到過,靜態(tài)庫文件需要使用“ar”來創(chuàng)建和維護。當給靜態(tài)庫增建一個成員時(加入一個.o文件到靜態(tài)庫中),“ar”可直接 將需要增加的.o文件簡單的追加到靜態(tài)庫的末尾。之后當我們使用這個庫進行連接生成可執(zhí)行文件時,鏈接程序“l(fā)d”卻提示錯誤,這可能是:主程序使用了之 前加入到庫中的.o文件中定義的一個函數(shù)或者全局變量,但連接程序無法找到這個函數(shù)或者變量。

這個問題的原因是:之前我們將編譯完成的.o文件直接加入到了庫的末尾,卻并沒有更新庫的有效符號表。連接程序進行連接時,在靜態(tài)庫的符號索引表中無法定 位剛才加入的.o文件中定義的函數(shù)或者變量。這就需要在完成庫成員追加以后讓加入的所有.o文件中定義的函數(shù)(變量)有效,完成這個工作需要使用另外一個 工具“ranlib”來對靜態(tài)庫的符號索引表進行更新。

我們所使用到的靜態(tài)庫(文檔文件)中,存在這樣一個特殊的成員,它的名字是“__.SYMDEF”。它包含了靜態(tài)庫中所有成員所定義的有效符號(函數(shù)名、 變量名)。因此,當為庫增加了一個成員時,相應(yīng)的就需要更新成員“__.SYMDEF”,否則所增加的成員中定義的所有的符號將無法被連接程序定位。完成 更新的命令是:

ranlib ARCHIVEFILE

通常在Makefile中我們可以這樣來實現(xiàn):

libfoo.a: libfoo.a(x.o) libfoo.a(y.o) ...

ranlib libfoo.a

它所實現(xiàn)的是在更新靜態(tài)庫成員“x.o”和“y.o”之后,對靜態(tài)庫的成員“__.SYMDEF”進行更新(更新庫的符號索引表)。

如果我們使用GNU ar工具來維護、管理靜態(tài)庫,我們就不需要考慮這一步。GNU ar本身已經(jīng)提供了在更新庫的同時更新符號索引表的功能(這是默認行為,也可以通過命令行選項控制ar的具體行為??蓞⒖?GNU ar工具的man手冊)。


GNU工具中ar是用來制作庫文件.a的,但同時還提供了一個ranlib,從手冊上看ranlib相當于ar -s,為什么這樣呢?

這是由于最早在Unix系統(tǒng)上ar程序是單純用來打包多個.o到.a(類似于tar做的事情),而不處理.o里的符號表。Linker程序則需 要.a文件提供一個完整的符號表,所以當時就寫了單獨的ranlib程序用來產(chǎn)生linker所需要的符號信息。也就是說,產(chǎn)生一個對linker合 格的的.a文件需要做ar和ranlib兩步 。

很快,Unix廠商就發(fā)現(xiàn)ranlib做得事情完全可以合并到ar里面去,于是ar程序的升級版本就包括了ranlib的功能,但早期的很多項目的Makefile都已經(jīng)是按照兩步式的方法生成.a,所以為了保證這些早期文件的兼容性,ranlib被保留下來了。

如今,GNU/Linux系統(tǒng)上,ranlib依然存在,當然大部分項目已經(jīng)不使用它了,因為ar -s就做了ranlib的工作。

歷史通常是進步和妥協(xié)的混合!

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