第十章 使用make更新静态库

一、更新静态库文件

静态库文件也称为“文档文件”，它是一些.o 文件的集合。在 Linux（Unix）中使用工具“ar”对它进行维护管理。它所包含的成员（member）就是若干.o 文件。

1        库成员作为目标

一个静态库通常由多个成员（.o 文件）组成。静态库文件的成员可独立被作为一个规则的目标，将库成员作为目标时需要按照如下的格式来书写：

              ARCHIVE(MEMBER)

注意，这种书写方式只能出现在规则的目标和依赖文件中，不能出现在规则的命令行中！因为，绝大多数命令不能支持这种表示的语法，它们不能直接对库的成员进行操作。这种表达式在规则的目标或者依赖中，它表示库“ARCHIVE”的成员“MEMBER”。含有这种表达方式规则的命令行只能是“ar”命令或者其它可以对库成员进行操作的命令。例如：下边规则创建了库“foolib”，并将“hack.o”成员纳入到库：

foolib(hack.o) : hack.o

      ar cr foolib hack.o

    实际上，这个规则实现对库的所有成员的更新，其过程使用了隐含规则来创建.o 文件。另外需要注意工具“ar”的使用。

如果规则中需要同时指定一个库中的多个成员，可以将多个成员罗列在括号内，下边那样：

foolib(hack.o kludge.o)

它就等价于：

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

在描述的多个成员时也可以使用shell的通配符。例如：“foolib(*.o)”，它代表库文件“foolib”的所有.o成员。

2、静态库的更新

上一节已经讲述了规则中形如“A(M)”目标的含义，它表示规则的目标是静态库“A”的成员“M”。在 make 为这样一个目标搜索隐含规则时，对于满足“(M)”的隐含规则，同样也被认为是满足“A(M)”这个目标的隐含规则。这样就出现了一个特殊的模式规则，它的目标模式是“(%)”。这个特殊的规则用来更新目标

“A(M)”，规则将文件“M”拷贝到库“A”中，如果静态库文件“A”不存在，则会创建这个库文件。例如：如果一个目标为“foo.a(bar.o)”，那么规则将完成：首先使用隐含规则生成“bar.o”文件，之后将“bar.o”加入到库“foo.a”中。那么“bar.o”就作为库文件“foo.a”的一个成员（当然如果“foo.a”不存在，就会被创建件。此特殊规则的命令行一般都是“ar”命令）。这个特殊的规则可以和其它的隐含规则一起构成一个隐含规则链。因此我们可以直接在命令行中执行“make ‘foo.a(bar.o)’”（注意“foo.a(bar.o)”作为命令行选项，需要使用引号，否则shell 会将“(”作为特殊字符对待），只要当前目录下存在“bar.c”这个文件，就会执行如下命令：

cc -c bar.c -o bar.o

ar r foo.a bar.o

rm -f bar.o

我们注意到了“bar.o”时被作为中间过程文件处理的。需要说明的是，包含上述命令的规则，在规则的命令行中使用自动化变量“$%”来代替“bar.o”。

一个静态库（文档文件）中，其所有的成员名是不包含目录描述的。就是说对于静态库，当使用“nm”命令查看其成员时，能够获得的信息只是静态库所包含的成员（一系列.o 文件，文件名中并没有包含目录）。不能得知静态库在创建时它的每一个成员所在的目录情况。但我们在 Makefile中，采用“A(M)”格式的目标，书写建立（重建或者更新）静态库的规则时，可以指定它的成员来源于那个目录。就是说我们可以对它的成员使用完整路径的文件名进行说明。Make 在处理这样一个目标“foo.a(dir/file.o)”时，可能会执行如下的命令：

ar r foo.a dir/file.o

和上边的例子类似，它是将指定目录下的.o 文件纳入到库文件中，作为静态库的一个成员。Makefile中出现类似的目标时，隐含规则的命令行中可能就需要使用自动化变量“%D”和“%F”。

3、更新静态库的符号索引表

本小节的内容相对简单。前边提到过，静态库文件可以使用工具“ar”来创建、维护。当需要给静态库增建一个成员时（加入一个.o   文件到静态库中），“ar”可以直接需要增加的.o    文件拷贝到静态库中。这样直接拷贝可能存在一个问题。在使用这个库进行连接生成可执行文件时。“ld”却提示了错误，可能是：主程序使用了之前加入到库中的.o   文件中定义的一个函数（全局变量），但连接程序却告诉你无法找到这个函数（或者变量）。这个问题的原因就是：之前我们将编译完成的.o 文件加入到库中，但是并没有更新库的符号表。连接程序进行连接时，在静态库的符号索引表中无法定位刚才加入的.o文件中定义的函数或者变

量。如果需要让加入的所有.o 文件中定义的函数（变量）有效，需要使用另外一个工具“ranlib”来对静态库的符号索引表进行更新。

我们所使用到的静态库（文档文件）中，存在这样一个特殊的成员，它的名字是“__.SYMDEF”。它包含了静态库中所有成员所定义的有效符号（函数名、变量名）。因此，当为库增加了一个成员时，相应的就需要更新成员“__.SYMDEF”，否则所增加的成员中定义的所有的符号将无法被连接程序定位。完成更新的命令是：

ranlib ARCHIVEFILE

通常在 Makefile 中我们可以这样来实现：

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

     ranlib libfoo.a

它所实现的是：更新静态库成员“x.o”和“y.o”之后，同时对静态库的成员“__.SYMDEF”进行更新（更新库的符号索引表）。如果我们使用 GNU ar 工具来维护、管理静态库，我们就不需要考虑这一步。GNU ar 本身已经提供了在创建库时同时更新符号索引表的功能（这是默认行为，我们也可以通过某些命令行选项来控制。大家可以参考 GNU ar 工具的 man 手册）。

 4 、make静态库的注意事项

在make静态库（文档文件）时，特别需要注意的一点是：make的并行执行（执行make时使用“-j”选项）可能会给更新静态库所有影响。因为，在同一时刻，当多个“ar”命令同时维护相同的静态库时，会造成静态库的损坏，甚至导致此静态库不可用。

可能在后期的 make 版本中，会提供一种在并行执行时防止同时多个“ar”命令对同一静态库的操作的机制。但是就目前的版本来说，这个问题是存在的。因此要求我们在书写    Makefile 时，加入控制策略，来避免 make 并发执行时多个“ar”命令同时操作同一个静态库文件。或者不使用make 并发执行功能。