制作库的ranlib，ar和ld有什么区别

Question

为了从 *.o 文件在 c++/unix 中创建库，我注意到我的项目中有两种不同的方法（遗留代码）：

ar qc libgraphics.a *.o
ranlib libgraphics.a

和

ld -r -o libgraphics.a *.o

这两种方法有什么区别，分别用于什么目的？

Answer 1

ar

在 Linux 中，ar 是 GNU 通用归档程序。 （在其他类 Unix 操作系统中存在 ar 的非 GNU 变体）。使用选项c

ar c... archive-name file...

它会创建一个包含file... 副本的存档。 archive-name 传统上 但不一定有扩展名.a（用于存档）。每个file... 可能是 任何类型的文件，不一定是目标文件。

当归档文件都是目标文件时，通常打算使用 用于将目标文件的选择传递到程序链接中的存档 或 DSO（动态共享对象）。在这种情况下，archive-name 通常也会被赋予前缀lib，例如 libfoo.a，以便可以通过链接器选项 -lfoo 将其作为候选链接器输入文件发现。

用作链接器输入文件，libfoo.a 通常称为静态库。这 用法对于不熟练的程序员来说是一个永久的困惑源，因为它会导致他们 认为存档 libfoo.a 与 DSO libfoo.so 非常相似， 通常称为动态/共享库，并以此建立错误的期望 基础。实际上“静态库”和“动态库”根本不是相似的东西 并以完全不同的方式用于链接。

一个显着的区别是静态库不是由链接器生成的， 但是ar。所以不会发生链接，也不会发生符号解析。存档的 目标文件没有改变：它们只是放在一个袋子里。

当档案被输入到由 由 链接器 - 例如程序或 DSO - 链接器查看包中是否存在 是否有任何对象文件为未解析的符号引用提供定义 在链接中较早产生的。如果找到，它会从 袋子并将 它们 链接到输出文件中，就像它们被单独命名一样 在链接器命令行和存档中根本没有提到。所以整个 档案在链接中的作用是作为链接器可以从中获取的目标文件包 选择需要进行联动的。

默认情况下，GNU ar 使其输出存档准备好用作链接器输入。它添加了一个虚假的“文件” 到存档，带有一个神奇的假文件名，在这个假文件中它写入的内容 链接器能够从定义的全局符号中读取查找表 通过存档中的任何对象文件到这些对象的名称和位置 档案中的文件。该查找表使链接器能够查找 归档并识别定义任何未解析符号引用的任何目标文件 已经到手了。

您可以使用 q ( = quick) 选项 - 实际上你已经在自己的 ar 示例中使用过 - 而且 使用（大写）S（= 无符号表）选项。如果您调用 ar 来创建或更新 由于任何原因没有（最新）符号表的存档，那么你 可以用s 选项给它一个。

ranlib

ranlib 没有 完全创建库。在 Linux 中，ranlib 是一个遗留程序，它添加了一个（更新的） 符号表到 ar 存档（如果它没有）。它的效果正是 与 ar s 相同，使用 GNU ar。从历史上看，在ar 配备生成 符号表本身，ranlib 是注入魔术假文件的工具 到存档中以使链接器能够从中挑选目标文件。在非 GNU 为此，可能仍需要类 Unix 操作系统 ranlib。你的例子：

ar qc libgraphics.a *.o
ranlib libgraphics.a

说：

• 通过将当前所有*.o 文件附加到存档来创建libgraphics.a 目录，没有符号表。
• 然后将符号表添加到libgraphics.a

在 linux 中，这与以下效果相同：

ar cr libgraphics.a *.o

ar qc libgraphics.a *.o 自己会创建一个存档，链接器 不能用，因为没有符号表。

ld

你的例子：

ld -r -o libgraphics.a *.o

实际上是非常非正统的。这说明了链接器的相当少见的使用， ld，通过将多个输入文件链接到 尽可能在其中完成符号解析的单个输出目标文件， 给定输入文件。 -r ( = relocatable) 选项 指示链接器通过以下方式生成目标文件目标（而不是程序或 DSO） 如果未定义的符号引用，尽可能链接输入并且不使链接失败 保留在输出文件中。这种用法称为部分链接。

ld -r ... 的输出文件是一个目标文件，而不是一个ar存档，并且 指定一个看起来类似于ar 存档的输出文件名并不能使其成为一个。 所以你的例子说明了一个欺骗。这个：

ld -r -o graphics.o *.o

会是真实的。我不清楚这种欺骗的目的是什么， 因为即使一个 ELF 目标文件被称为libgraphics.a，并且通过该名称输入到链接， 或-lgraphics，链接器将正确地将其识别为 ELF 目标文件，而不是 ar 存档，并将消耗 它就像它在命令行中使用任何目标文件的方式一样：它无条件地链接它 到输出文件中，而输入真正存档的目的是链接 归档成员仅在他们被引用的条件下。也许你只是有 这里是一个不明智的链接示例。

结束...

我们实际上只看到了 一种 方法来生产某些东西 传统上称为 library，这就是所谓的 static library 的产生， 通过归档一些目标文件并将符号表放入归档中。

我们还没有看到如何生产另一种最重要的东西，通常称为 库，即动态共享对象/共享库/动态库。

与程序一样，DSO 由链接器生成。一个程序和一个 DSO 是 ELF 二进制文件的变体，OS 加载程序可以理解并可用于组装 一个正在运行的进程。通常我们通过 GCC 前端之一（gcc、g++、gfortran 等）调用链接器：

链接程序：

gcc -o prog file.o ... -Ldir ... -lfoo ...

链接 DSO：

gcc -shared -o libbar.so file.o ... -Ldir ... -lfoo ...

共享库和静态库都可以提供给链接器 通过统一的-lfoo 协议，当您链接一些其他程序或 DSO 时。 该选项指示链接器扫描其指定或默认搜索目录以查找 libfoo.so 或 libfoo.a。默认情况下，一旦找到其中任何一个，它就会将该文件输入到链接中，并且 如果在同一个搜索目录中找到两者，它将首选libfoo.so。 如果选择了libfoo.so，则链接器将该 DSO 添加到运行时依赖项列表 您正在制作的任何程序或 DSO。如果选择了libfoo.a 然后链接器使用存档作为链接的目标文件的选择 到输出文件中，如果需要，就在那里。没有运行时依赖 libfoo.a本身是可能的；它不能映射到一个进程中；它对操作系统加载器没有任何意义。