Linux 链接器如何使用静态库来解析引用

news2024/9/22 9:47:26

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通过进行代码实践
静态库在编译时被链接到可执行文件中的基本原理
- 原理总结
QA:
- .obj文件是什么?

通过进行代码实践

链接器在解析引用时，可以使用静态库来满足对未定义符号的引用。以下是使用静态库的一般步骤：

编写代码： 首先，写源代码文件，其中包含对某个库中函数或变量的引用。例如，有一个文件 main.c，其中包含对库函数的调用。

// main.c
#include <stdio.h>

// 外部函数声明，该函数定义在库中
extern void libraryFunction();

int main() {
    printf("Calling library function...\n");
    libraryFunction();
    return 0;
}

库源码：

//mylibrary.c
#include <stdio.h>
void libraryFunction(){
    printf("libraryFunction");
}

编译对象文件： 编译源文件以生成对象文件。这将创建一个与源文件相对应的 .o 或 .obj 文件。

构建调用函数的目标文件：

gcc -c main.c -o main.o

构建库的目标文件：

gcc -c mylibrary.c -o mylibrary.o

创建静态库： 使用编译器工具（通常是 ar）创建静态库。静态库文件的命名通常以 lib 开头，以 .a 结尾。
```
ar rcs libmylibrary.a mylibrary.o
```
上述命令将 mylibrary.o 文件打包成静态库 libmylibrary.a。
链接应用程序： 将生成的对象文件与静态库链接起来，以生成可执行文件。
```
gcc main.o -o myapp -L. -lmylibrary
```
- -L.：告诉链接器在当前目录中查找库文件。
- -lmylibrary：指定链接的库，去掉前缀 lib 和文件扩展名，链接器会自动查找 libmylibrary.a。
运行应用程序： 最后，运行生成的可执行文件。
```
./myapp
```

运行结果：
在这里插入图片描述
目录：

通过这个过程，链接器将在静态库中查找并解析在源代码中引用但未定义的符号，从而完成对库函数的引用。需要确保静态库和可执行文件在相同的目录中，或者通过适当的路径设置使得链接器能够找到静态库。

静态库在编译时被链接到可执行文件中的基本原理

链接器使用静态库解析引用的过程可以分为几个基本步骤，从原理的角度来理解：

创建静态库： 静态库是由一组目标文件（.o 或 .obj 文件）打包而成的。这些目标文件包含了一些编译好的代码和数据，可能是一些函数的实现和相关的数据结构。
引用与定义分离： 在源代码中，当你使用 extern 声明一个函数或变量时，它表示这个符号是在其他地方定义的，而当前文件中只是引用了它，还没有具体的实现。
链接： extern关键字解析
```
// 在一个源文件中的引用
extern void someFunction();
```
编译阶段： 源代码通过编译器生成目标文件。在编译时，编译器并不关心 extern 声明的符号在哪里定义，而只是生成对这些符号的引用。
创建可执行文件： 当所有的源文件都被编译成目标文件后，链接器负责将这些目标文件合并成一个可执行文件。在这个过程中，如果某个符号在当前目标文件中没有定义，而只是声明（使用了 extern），链接器会去查找其他的目标文件或静态库来找到符号的定义。
静态库链接： 当链接器在链接时遇到 extern 声明的符号时，它会查找静态库中的目标文件，然后将符号与静态库中对应目标文件的定义关联起来。这个过程实际上是将静态库中的目标文件提取出来，合并到最终的可执行文件中。
生成可执行文件： 最终，链接器生成一个包含所有目标文件和静态库中代码的可执行文件。这个可执行文件中包含了所有符号的定义，使得程序能够正确运行。