Linux下C編程：關於靜態連結庫

在C語言的層面上，對代碼的重複利用通常是通過庫（library）的方式來實現的。傳統意義上的庫指的是以尾碼.a結尾的檔案。嚴格來講，函數庫應當分為兩種：靜態連結庫和動態連結程式庫,也稱動態共用程式庫。靜態連結庫通常是指以.a為尾碼的檔案，而動態連結程式庫則常常以.so為尾碼名。

靜態連結庫其實就是把一個或多個目標檔案（即編譯產生的.o檔案）歸檔在一個檔案中。此後，當需要使用這個靜態庫中的某個功能時，將這個靜態庫與要產生的應用程式連結在一起。

來講講ar工具~~~~

在Linux上平台上最常用的歸檔工具是GNU的tar，但是要構建靜態庫卻不能使用tar，而要使用另一個工具ar。tar和ar都是歸檔工具，但是它們的目的是不同的。tar僅僅是用來建立歸檔檔案（即通常以.tar為尾碼的檔案）的，ar也完成上述工作，但是做了一些額外的處理，它會為被歸檔的目標檔案中的符號建立索引，當和應用程式連結時，建立的這些索引將回收連結過程。

  ar比較經常用到的就是有三個命令選項:r(插入)、c(建立)和s(建立索引)，而且這三個選項往往是一起使用。參數r：在庫中插入模組（替換）。當插入的模組名已經在庫中存在，則替換同名的模組。如果若干模組中有一個模組在庫中不存在，ar顯示一個錯誤訊息，並不替換其他同名模組。預設的情況下，新的成員增加在庫的結尾處，可以使用其他任選項來改變增加的位置。參數c：建立一個庫。不管庫是否存在，都將建立。參數s：建立目標檔案索引，這在建立較大的庫時能加快時間。（補充：如果不需要建立索引，可改成大寫S參數；如果。a檔案缺少索引，可以使用ranlib命令添加）

現在假設有兩個C檔案，foo.cbar.c。首先將foo.c和bar.c編譯為目標檔案foo.o和bar.o，然後將這兩個目標檔案歸檔為一個靜態連結庫。

// bar.c              　#include "foobar.h"              　char * bar(void)              　{              　printf("This is bar! library1 iscalled\n");              　return ("bar");              　}

//foo.c              #include "foobar.h"              char * foo(void)              {              printf("This is foo!library2 iscalled!\n");              return ("foo");              }

　//foobar.h              　　#ifndef _FOOBAR_H_              #define _FOOBAR_H_                                 　　#include <stdlib.h>              　　#include <string.h>              　　#include <stdio.h>              　　extern char *foo(void);              　　extern char *bar(void);              　　#endif

執行下令命令：~~~~

#gcc -c foo.c -o foo.o              #gcc -c bar.c -o bar.o              #ar rcs libfoobar.a foo.o bar.o

這基於PC平台的，如果是對於嵌入式平台的構建靜態連結庫而言，過程也是完全一樣，唯一需要改變的可能是所用的工具名稱。比如，如果要是為ARM-Linux構建靜態庫，那麼可能需要使用arm-linux-ar。這裡還有一個工具是nm，它可以用來取得目標檔案的符號(symbol)資訊。這裡，nm列印出了libfoobar.a中的兩個符號：foo和bar。這兩個符號表示的都是函數，因此它們的符號值為0，符號類型為T（text，即表示該符號位於程式碼片段）。最後一列給出的是符號的名稱。

#nm libfoobar.a              foo.o:              0000000000000000 T foo              U puts              bar.o:              0000000000000000 T bar              U puts

現的靜態庫是有了，要怎麼使用這樣的靜態庫呢。應用程式要使用靜態庫就必須要與靜態庫連結起來。這裡假設有一個main.c的C檔案。應用程式與靜態庫的連結是在編譯期完成的.

#gcc -g -o foobar main.c -L. –lfoobar              或者直接：gcc –o foobar main.c libfoobar.a              　　zfz@zfz:~/program$ ./foobar              　　This is foo!library2 is          　　foo()=foo              　　This is library1 is called              　　bar()=bar

總結一下啦~~~~

靜態連結庫是一種“複製式”的連結過程。何謂“複製式”的連結過程呢，當靜態連結庫與應用程式連結時，連結器會將靜態連結庫複製一份到最終得到的可執行代碼中去。比如：現在有兩個應用程式A和B，兩者都要用到libfoobar.a所提供的功能。那麼，在編譯連結A時，連結器將複製一份libfoobar.a到A最終的可執行代碼中去，libfoobar.a中的調試資訊也會被複製，同樣，在連結B時，連結器也會複製一份libfoobar.a到B最終的可執行代碼中去。這就是“複製式”連結的意義。

查看foobar程式用到的動態連結程式庫：

$ ldd foobar     linux-gate.so.1 => (0xffffe000)     libc.so.6 => /lib/libc.so.6 (0xb7e29000)     /lib/ld-linux.so.2 (0xb7f6e000)

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