GNU make中文手冊－第十一章：使用make更新靜態(tài)庫文件

todaytomo 2006-12-30

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GNU make中文手冊－第十一章：使用make更新靜態(tài)庫文件作者: hew 發(fā)布日期: 2006-3-21 查看數(shù): 132 出自: http://www.

第十一章：使用make更新靜態(tài)庫文件

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靜態(tài)庫文件也稱為“文檔文件”，它是一些.o文件的集合。在Linux（Unix）中使用工具“ar”對它進(jìn)行維護(hù)管理。它所包含的成員（member）就是若干.o文件。

11.1 庫成員作為目標(biāo)
一個靜態(tài)庫通常由多個成員（.o文件）組成。靜態(tài)庫文件的成員可獨立被作為一個規(guī)則的目標(biāo)，將庫成員作為目標(biāo)時需要按照如下的格式來書寫：

ARCHIVE(MEMBER)

注意，這種書寫方式只能出現(xiàn)在規(guī)則的目標(biāo)和依賴文件中，不能出現(xiàn)在規(guī)則的命令行中！因為，絕大多數(shù)命令不能支持這種表示的語法，它們不能直接對庫的成員進(jìn) 行操作。這種表達(dá)式在規(guī)則的目標(biāo)或者依賴中，它表示庫“ARCHIVE”的成員“MEMBER”。含有這種表達(dá)方式規(guī)則的命令行只能是“ar”命令或者其它可以對庫成員進(jìn)行操作的命令。例如：下邊規(guī)則創(chuàng)建了庫“foolib”，并將“hack.o”成員納入到庫：

foolib(hack.o) : hack.o

ar cr foolib hack.o

實際上，這個規(guī)則實現(xiàn)對庫的所有成員的更新，其過程使用了隱含規(guī)則來創(chuàng)建.o文件。另外需要注意工具“ar”的使用。

如果規(guī)則中需要同時指定一個庫中的多個成員，可以將多個成員羅列在括號內(nèi)，下邊那樣：

foolib(hack.o kludge.o)

它就等價于：

foolib(hack.o) foolib(kludge.o)

在描述的多個成員時也可以使用shell的通配符。例如：“foolib(*.o)”，它代表庫文件“foolib”的所有.o成員。

11.2 靜態(tài)庫的更新
上一節(jié)已經(jīng)講述了規(guī)則中形如“A(M)”目標(biāo)的含義，它表示規(guī)則的目標(biāo)是靜態(tài)庫“A”的成員“M”。在make為這樣一個目標(biāo)搜索隱含規(guī)則時，對于滿足“(M)”的隱含規(guī)則，同樣也被認(rèn)為是滿足“A(M)”這個目標(biāo)的隱含規(guī)則。

這樣就出現(xiàn)了一個特殊的模式規(guī)則，它的目標(biāo)模式是“(%)”。這個特殊的規(guī)則用來更新目標(biāo)“A(M)”，規(guī)則將文件“M”拷貝到庫“A”中，如果靜態(tài)庫文件“A”不存在，則會創(chuàng)建這個庫文件。例如：如果一個目標(biāo)為“foo.a(bar.o)”，那么規(guī)則將完成：首先使用隱含規(guī)則生成“bar.o”文件，之后將“bar.o”加入到庫“foo.a”中。那么“bar.o”就作為庫文件“foo.a”的一個成員（當(dāng)然如果“foo.a”不存在，就會被創(chuàng)建件。此特殊規(guī)則的命令行一般都是“ar”命令）。

這個特殊的規(guī)則可以和其它的隱含規(guī)則一起構(gòu)成一個隱含規(guī)則鏈。因此我們可以直接在命令行中執(zhí)行“make ‘foo.a(bar.o)’”（注意“foo.a(bar.o)”作為命令行選項，需要使用引號，否則shell會將“(”作為特殊字符對待），只要當(dāng) 前目錄下存在“bar.c”這個文件，就會執(zhí)行如下命令：

cc -c bar.c -o bar.o

ar r foo.a bar.o

rm -f bar.o

我們注意到了“bar.o”時被作為中間過程文件處理的。參考 make的隱含規(guī)則鏈一節(jié)。需要說明的是，包含上述命令的規(guī)則，在規(guī)則的命令行中使用自動化變量“$%”來代替“bar.o”。參考自動化變量一小節(jié)

一個靜態(tài)庫（文檔文件）中，其所有的成員名是不包含目錄描述的。就是說對于靜態(tài)庫，當(dāng)使用“nm”命令查看其成員時，能夠獲得的信息只是靜態(tài)庫所包含的成員（一系列.o文件，文件名中并沒有包含目錄）。不能得知靜態(tài)庫在創(chuàng)建時它的每一個成員所在的目錄情況。但我們在Makefile中，采用“A(M)”格式的目標(biāo)，書寫建立（重建或者更新）靜態(tài)庫的規(guī)則時，可以指定它的成員來源于那個目錄。就是說我們可以對它的成員使用完整路徑的文件名進(jìn)行說明。Make 在處理這樣一個目標(biāo)“foo.a(dir/file.o)”時，可能會執(zhí)行如下的命令：

ar r foo.a dir/file.o

和上邊的例子類似，它是將指定目錄下的.o文件納入到庫文件中，作為靜態(tài)庫的一個成員。Makefile中出現(xiàn)類似的目標(biāo)時，隱含規(guī)則的命令行中可能就需要使用自動化變量“%D”和“%F”。

11.2.1 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)庫文件可以使用工具“ar”來創(chuàng)建、維護(hù)。當(dāng)需要給靜態(tài)庫增建一個成員時（加入一個.o文件到靜態(tài)庫中）， “ar”可以直接需要增加的.o文件拷貝到靜態(tài)庫中。這樣直接拷貝可能存在一個問題。在使用這個庫進(jìn)行連接生成可執(zhí)行文件時。“ld”卻提示了錯誤，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)（全局變量），但連接程序卻告訴你無法找到這個函數(shù)（或者變量）。

這個問題的原因就是：之前我們將編譯完成的.o文件加入到庫中，但是并沒有更新庫的符號表。連接程序進(jìn)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。如果需要讓加入的所有.o文件中定義的函數(shù)（變量）有效，需要使用另外一個工具“ranlib”來對靜態(tài)庫的符號索引表進(jìn)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(dāng)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：更新靜態(tài)庫成員“x.o”和“y.o”之后，同時對靜態(tài)庫的成員“__.SYMDEF”進(jìn)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(hù)、管理靜態(tài)庫，我們就不需要考慮這一步。GNU ar本身已經(jīng)提供了在創(chuàng)建庫時同時更新符號索引表的功能（這是默認(rèn)行為，我們也可以通過某些命令行選項來控制。大家可以參考 GNU ar工具的man手冊）。

11.3 make靜態(tài)庫的注意事項
在make靜態(tài)庫（文檔文件）時，特別需要注意的一點是：make的并行執(zhí)行（執(zhí)行make時使用“-j”選項）可能會給更新靜態(tài)庫所有影響。因為，在同一時刻，當(dāng)多個“ar”命令同時維護(hù)相同的靜態(tài)庫時，會造成靜態(tài)庫的損壞，甚至導(dǎo)致此靜態(tài)庫不可用。

可能在后期的make版本中，會提供一種在并行執(zhí)行時防止同時多個“ar”命令對同一靜態(tài)庫的操作的機制。但是就目前的版本來說，這個問題是存在的。因此要求我們在書寫Makefile時，加入控制策略，來避免make并發(fā)執(zhí)行時多個“ar”命令同時操作同一個靜態(tài)庫文件?；蛘卟皇褂胢ake并發(fā)執(zhí)行功能。

11.4 靜態(tài)庫的后綴規(guī)則
靜態(tài)庫的后綴規(guī)則屬于后綴規(guī)則的特殊應(yīng)用，后綴規(guī)則在目前版本的GNU make中已經(jīng)使用模式規(guī)則替代。但目前版本make同樣支持舊風(fēng)格的后綴規(guī)則，主要是為了兼容老版本的make。對于靜態(tài)庫也可以使用它的后綴規(guī)則。目標(biāo)后綴需要是“.a”（在Linux（Unix）中、靜態(tài)庫的后綴為.a）。例如這樣一個后綴規(guī)則：

.c.a:

$(CC) $(CFLAGS) $(CPPFLAGS) -c $< -o $*.o

$(AR) r $@ $*.o

$(RM) $*.o

它相當(dāng)于模式規(guī)則：

(%.o): %.c

$(CC) $(CFLAGS) $(CPPFLAGS) -c $< -o $*.o

$(AR) r $@ $*.o

$(RM) $*.o

對于老風(fēng)格的后綴規(guī)則，它的目標(biāo)是“.a.c”，當(dāng)轉(zhuǎn)換為模式規(guī)則時。后綴規(guī)則中的“.a”被作為模式規(guī)則的目標(biāo)文件的后綴（目標(biāo)文件就是N.a）；“.c”被作為了模式規(guī)則依賴文件的后綴（依賴文件就是N.c）。

存在這樣一種情況：可能一個不是靜態(tài)庫的文件使用了后綴.a。那么make也會按照正常的方式靜態(tài)庫的后綴規(guī)則轉(zhuǎn)換成為一個模式規(guī)則。因此一個雙后綴規(guī)則的目標(biāo)“.x.a”，make轉(zhuǎn)換時將會產(chǎn)生兩個模式規(guī)則：“(%.o): %.x” 和“%.a: %.x”。具體的轉(zhuǎn)換過程可參考后綴規(guī)則一節(jié)