linux静态链接库

库

库是写好的现有的，成熟的，可以复用的代码。现实中每个程序都要依赖很多基础的底层库，不可能每个人的代码都从零开始，因此库的存在意义非同寻常

本质上来说库是一种可执行代码的二进制形式，可以被操作系统载入内存执行。库有两种：静态库（.a、.lib）和动态库（.so、.dll）

静态库

之所以称为“静态库”，是因为在链接阶段，会将汇编生成的目标文件.o与引用到的库一起链接打包到可执行文件中。因此对应的链接方式称为静态链接。

静态库与汇编生成的目标文件一起链接为可执行文件，那么静态库必定跟.o文件格式相似。其实一个静态库可以简单看成是一组目标文件（.o/.obj文件）的集合，即很多目标文件经过压缩打包后形成的一个文件。

特点

• 可以实现共享代码
• 不能再包含其他静态链接库
• 本身包含了代码，地址符号表等，静态链接库的使用中，连接器从静态链接库获取所有被引用的函数，并将库同代码一起放到可执行文件中
• 代码装载速度快，执行速度略比动态链接库快
• 只需保证在开发者的计算机中有正确的 .a 文件，在以二进制形式发布程序时不需考虑在用户的计算机上 .a 文件是否存在及版本问题
• 使用静态链接生成的可执行文件体积较大，包含相同的公共代码，造成浪费；

创建

1. 编写源文件，通过 gcc -c xxx.c 生成目标文件
2. 使用 ar 命令归档目标文件，生成静态库
3. 配合静态库，写一个使用静态库中的函数的头文件
4. 链接静态库，生成可执行文件

例子

源文件

add.c 文件：

int add(int a, int b)
{
    return a + b;
}

subtract.c 文件：

int subtract(int a, int b)
{
    return a - b;
}

编译两个文件，生成目标文件 add.o subtract.o

gcc -c add.c subtract.c

归档目标文件，生成静态链接库 libmath.a

使用 ar 命令将目标文件压缩到一起，并且对其进行编号和索引，以便于查找和检索

ar rcv libmath.a add.o subtract.o

有关 ar 命令的使用，makepage 有详细的说明，常用的选项是：

c -- 如果库文件不存在，生成新的库文件，并不打印警告
r -- 代替库中已有的文件或者插入新的文件
v -- 输出详细信息
d -- 删除库中的某个目标文件
t -- 列出归档文件中包含的目标文件

我们生成的库文件名字必须形如 libxxx.a，这样我们在链接库的时候，就可以使用 -lxxx。

当我们链接时，指定 -lxxx，链接器就会在指定的目录查找 libxxx.a 或 libxxx.so 文件

编写头文件 mymath.h

#ifndef _MYMATH_H_
#define _MYMATH_H_

int add(int, int);
int subtract(int, int);

#endif

使用静态库

编写文件 main.c

#include <stdio.h>
#include "mymath.h"


int main()
{
    printf("%d, %d
", add(2, 3), subtract(9, 8));

    return 0;
}

编译链接

gcc main.c -L. -lmath

这里，-L 指定搜索链接库的包含当前目录

使用Makefile

.PHONY: all 
all: build target

build: libmath.a

libmath.a: add.o subtract.o
    ar rc $@ add.o subtract.o

add.o: add.c
    gcc -c $<
subtract.o: subtract.c
    gcc -c $<

target: a.out
a.out: main.c
    gcc main.c -L. -lmath

.PHONY: clean
clean:
    rm *.o libmath.a a.out