kk Blog —— 通用基础

date [-d @int|str] [+%s|"+%F %T"]

ar ranlib nm 命令--制作.a文件

1.ar基本用法

功能说明:建立或修改备存文件,或是从备存文件中抽取文件。

ar命令可以用来创建、修改库,也可以从库中提出单个模块。库是一单独的文件,里面包含了按照特定的结构组织起来的其它的一些文件(称做此库文件的member)。原始文件的内容、模式、时间戳、属主、组等属性都保留在库文件中。

下面是ar命令的格式:
1
ar [-]{dmpqrtx}[abcfilNoPsSuvV] [membername] [count] archive files...  

例如我们可以用ar rv libtest.a hello.o hello1.o来 生成一个库,库名字是test,链接时可以用-ltest链接。该库中存放了两个模块hello.o和hello1.o。选项前可以有‘-‘字符,也可以 没有。下面我们来看看命令的操作选项和任选项。现在我们把{dmpqrtx}部分称为操作选项,而[abcfilNoPsSuvV]部分称为任选项。

{dmpqrtx}中的操作选项在命令中只能并且必须使用其中一个,它们的含义如下:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
d:从库中删除模块。按模块原来的文件名指定要删除的模块。如果使用了任选项v则列出被删除的每个模块。  
m:该操作是在一个库中移动成员。当库中如果有若干模块有相同的符号定义(如函数定义),则成员的位置顺序很重要。如果没有指定任选项,任何指定的成员将移到库的最后。也可以使用'a','b',或'I'任选项移动到指定的位置。  
p:显示库中指定的成员到标准输出。如果指定任选项v,则在输出成员的内容前,将显示成员的名字。如果没有指定成员的名字,所有库中的文件将显示出来。  
q:快速追加。增加新模块到库的结尾处。并不检查是否需要替换。'a','b',或'I'任选项对此操作没有影响,模块总是追加的库的结尾处。如果使用了任选项v则列出每个模块。 这时,库的符号表没有更新,可以用'ar s'或ranlib来更新库的符号表索引。  
r:在库中插入模块(替换)。当插入的模块名已经在库中存在,则替换同名的模块。如果若干模块中有一个模块在库中不存在,ar显示一个错误消息,并不替换其他同名模块。默认的情况下,新的成员增加在库的结尾处,可以使用其他任选项来改变增加的位置。  
t:显示库的模块表清单。一般只显示模块名。  
x:从库中提取一个成员。如果不指定要提取的模块,则提取库中所有的模块。  
  下面在看看可与操作选项结合使用的任选项:  
a:在库的一个已经存在的成员后面增加一个新的文件。如果使用任选项a,则应该为命令行中membername参数指定一个已经存在的成员名。  
b:在库的一个已经存在的成员前面增加一个新的文件。如果使用任选项b,则应该为命令行中membername参数指定一个已经存在的成员名。  
c:创建一个库。不管库是否存在,都将创建。  
f:在库中截短指定的名字。缺省情况下,文件名的长度是不受限制的,可以使用此参数将文件名截短,以保证与其它系统的兼容。  
i:在库的一个已经存在的成员前面增加一个新的文件。如果使用任选项i,则应该为命令行中membername参数指定一个已经存在的成员名(类似任选项b)。  
l:暂未使用  
N:与count参数一起使用,在库中有多个相同的文件名时指定提取或输出的个数。  
o:当提取成员时,保留成员的原始数据。如果不指定该任选项,则提取出的模块的时间将标为提取出的时间。  
P:进行文件名匹配时使用全路径名。ar在创建库时不能使用全路径名(这样的库文件不符合POSIX标准),但是有些工具可以。  
s:写入一个目标文件索引到库中,或者更新一个存在的目标文件索引。甚至对于没有任何变化的库也作该动作。对一个库做ar s等同于对该库做ranlib。  
S:不创建目标文件索引,这在创建较大的库时能加快时间。  
u:一般说来,命令ar r...插入所有列出的文件到库中,如果你只想插入列出文件中那些比库中同名文件新的文件,就可以使用该任选项。该任选项只用于r操作选项。  
v:该选项用来显示执行操作选项的附加信息。  
V:显示ar的版本。  

2.ranlib命令

静态库文件需要使用“ar”来创建和维护。当给静态库增建一个成员时(加入一个.o文件到静态库中),“ar”可直接 将需要增加的.o文件简单的追加到静态库的末尾。之后当我们使用这个库进行连接生成可执行文件时,链接程序“ld”却提示错误,这可能是: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或者全局变量,但连接程序无法找到这个函数或者变量。

这个问题的原因是:之前我们将编译完成的.o文件直接加入到了库的末尾,却并没有更新库的有效符号表。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。这就需要在完成库成员追加以后让加入的所有.o文件中定义的函数(变量)有效,完成这个工作需要使用另外一个 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:

1
ranlib ARCHIVEFILE 

通常在Makefile中我们可以这样来实现:

1
2
libfoo.a: libfoo.a(x.o) libfoo.a(y.o) ... 
ranlib libfoo.a 

它所实现的是在更新静态库成员“x.o”和“y.o”之后,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本身已经提供了在更新库的同时更新符号索引表的功能(这是默认行为,也可以通过命令行选项控制ar的具体行为。可参考 GNU ar工具的man手册)。

GNU工具中ar是用来制作库文件.a的,但同时还提供了一个ranlib,从手册上看ranlib相当于ar -s,为什么这样呢?
这是由于最早在Unix系统上ar程序是单纯用来打包多个.o到.a(类似于tar做的事情),而不处理.o里的符号表。Linker程序则需 要.a文件提供一个完整的符号表,所以当时就写了单独的ranlib程序用来产生linker所需要的符号信息。也就是说,产生一个对linker合 格的的.a文件需要做ar和ranlib两步 。
很快,Unix厂商就发现ranlib做得事情完全可以合并到ar里面去,于是ar程序的升级版本就包括了ranlib的功能,但早期的很多项目的Makefile都已经是按照两步式的方法生成.a,所以为了保证这些早期文件的兼容性,ranlib被保留下来了。
如今,GNU/Linux系统上,ranlib依然存在,当然大部分项目已经不使用它了,因为ar -s就做了ranlib的工作。
历史通常是进步和妥协的混合!

3.nm基本用法命令

nm用来列出目标文件的符号清单。下面是nm命令的格式:

1
nm [-a|--debug-syms] [-g|--extern-only] [-B][-C|--demangle] [-D|--dynamic] [-s|--print-armap][-o|--print-file-name] [-n|--numeric-sort][-p|--no-sort] [-r|--reverse-sort] [--size-sort][-u|--undefined-only] [-l|--line-numbers] [--help][--version] [-t radix|--radix=radix][-P|--portability] [-f format|--format=format][--target=bfdname] [objfile...]

如果没有为nm命令指出目标文件,则nm假定目标文件是a.out。下面列出该命令的任选项,大部分支持"-“开头的短格式和"—"开头的长格式。
-A、-o或–print-file-name:在找到的各个符号的名字前加上文件名,而不是在此文件的所有符号前只出现文件名一次。
例如nm libtest.a的输出如下:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
CPThread.o:
00000068 T Main__8CPThreadPv
00000038 T Start__8CPThread
00000014 T _._8CPThread
00000000 T __8CPThread
00000000 ? __FRAME_BEGIN__
.......................................
则nm -A 的输出如下:
libtest.a:CPThread.o:00000068 T Main__8CPThreadPv
libtest.a:CPThread.o:00000038 T Start__8CPThread
libtest.a:CPThread.o:00000014 T _._8CPThread
libtest.a:CPThread.o:00000000 T __8CPThread
libtest.a:CPThread.o:00000000 ? __FRAME_BEGIN__
..................................................................

nm命令

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
-a或--debug-syms:显示调试符号。  
-B:等同于--format=bsd,用来兼容MIPS的nm。  
-C或--demangle:将低级符号名解码(demangle)成用户级名字。这样可以使得C++函数名具有可读性。  
-D或--dynamic:显示动态符号。该任选项仅对于动态目标(例如特定类型的共享库)有意义。  
-f format:使用format格式输出。format可以选取bsd、sysv或posix,该选项在GNU的nm中有用。默认为bsd。  
-g或--extern-only:仅显示外部符号。  
-n、-v或--numeric-sort:按符号对应地址的顺序排序,而非按符号名的字符顺序。  
-p或--no-sort:按目标文件中遇到的符号顺序显示,不排序。  
-P或--portability:使用POSIX.2标准输出格式代替默认的输出格式。等同于使用任选项-f posix。  
-s或--print-armap:当列出库中成员的符号时,包含索引。索引的内容包含:哪些模块包含哪些名字的映射。  
-r或--reverse-sort:反转排序的顺序(例如,升序变为降序)。  
--size-sort:按大小排列符号顺序。该大小是按照一个符号的值与它下一个符号的值进行计算的。  
-t radix或--radix=radix:使用radix进制显示符号值。radix只能为"d"表示十进制、"o"表示八进制或"x"表示十六进制。  
--target=bfdname:指定一个目标代码的格式,而非使用系统的默认格式。  
-u或--undefined-only:仅显示没有定义的符号(那些外部符号)。  
-l或--line-numbers:对每个符号,使用调试信息来试图找到文件名和行号。对于已定义的符号,查找符号地址的行号。对于未定义符号,查找指向符号重定位入口的行号。如果可以找到行号信息,显示在符号信息之后。  
-V或--version:显示nm的版本号。  
--help:显示nm的任选项。