链接多个静态库

Question

首先让我说这是我第一次真正干预 GCC，所以如果这个问题不是很有建设性或之前已经回答过，我深表歉意。

我有两个静态库：

“L1.h”

void __attribute__((weak)) Logger_Init(void) { // Invalid... }

“L2.h”

void Logger_Init(void);

“L2.c”

void Logger_Init(void)
{
   // Do stuff...
}

我的目标是让某些可执行文件在编译过程中包含“L2”并覆盖“L1”的Logger_Init 实现。

我读到here 说你不能链接两个静态库，但我会检查是否在运行时调用Logger_Init，所以我需要在编译期间声明函数。

在可执行项目中，有一个添加库路径和名称的选项，我在其中添加了这两个库。我的第一个问题是，这里的顺序重要吗？我在下面玩了这两个命令，没有任何区别（它们被修剪了很多，但我认为这是相关部分）。

gcc -L(L1_PATH) -L(L2_PATH) -l(L1_NAME) -l(L2_NAME)

gcc -L(L2_PATH) -L(L1_PATH) -l(L2_NAME) -l(L1_NAME)

我的主要问题是，如何告诉链接器（？）在另一个静态库中对该函数有一个强定义，或者类似的东西？

我还读到使用 __attribute__((weak)) 对静态库不是很有帮助，但我并不真正理解为什么，它似乎正是我想要实现的目标。

我可以在这里编译和运行所有内容，但是不会调用 Logger_Init 的“L2”实现。

我在嵌入式环境中工作，所以使用动态/共享库是不可能的。

编辑：

根据请求，Bodo，这是完整的命令列表。我不是在编写这些命令，它们都是由 Vitis 自动生成的。这是我运行我的代码的地方。我打开详细，让它撕裂。超过一半的东西对我来说都是胡言乱语，我为臃肿感到抱歉。最底层是有用的东西。

make all 

make --no-print-directory pre-build

a9-linaro-pre-build-step

' '

make --no-print-directory main-build

'Building file: ../src/main.c'

'Invoking: ARM v7 gcc compiler'

arm-none-eabi-gcc -Wall -O0 -g3 -c -fmessage-length=0 -MT"src/main.o"
-mcpu=cortex-a9 -mfpu=vfpv3 -mfloat-abi=hard -v -IC:/Projects/Xilinx/Experiment/PicoZed/PicoZed.vitis/PicoZed/export/PicoZed/sw/PicoZed/standalone_domain/bspinclude/include
-MMD -MP -MF"src/main.d" -MT"src/main.o" -o "src/main.o" "../src/main.c"

Using built-in specs.

COLLECT_GCC=C:\Xilinx\Vitis\2020.2\gnu\aarch32\nt\gcc-arm-none-eabi\bin\\..\x86_64-oesdk-mingw32\usr\bin\arm-xilinx-eabi\arm-xilinx-eabi-gcc.exe

Target: arm-xilinx-eabi

Configured with: ../../../../../../work-shared/gcc-9.2.0-r0/gcc-9.2.0/configure
--build=x86_64-linux --host=x86_64-oesdk-mingw32 --target=arm-xilinx-eabi --prefix=/usr/local/oecore-x86_64/sysroots/x86_64-oesdk-mingw32/usr --exec_prefix=/usr/local/oecore-x86_64/sysroots/x86_64-oesdk-mingw32/usr
--bindir=/usr/local/oecore-x86_64/sysroots/x86_64-oesdk-mingw32/usr/bin/arm-xilinx-eabi
--sbindir=/usr/local/oecore-x86_64/sysroots/x86_64-oesdk-mingw32/usr/bin/arm-xilinx-eabi
--libexecdir=/usr/local/oecore-x86_64/sysroots/x86_64-oesdk-mingw32/usr/libexec/arm-xilinx-eabi
--datadir=/usr/local/oecore-x86_64/sysroots/x86_64-oesdk-mingw32/usr/share
--sysconfdir=/usr/local/oecore-x86_64/sysroots/x86_64-oesdk-mingw32/etc --sharedstatedir=/usr/local/oecore-x86_64/sysroots/x86_64-oesdk-mingw32/com
--localstatedir=/usr/local/oecore-x86_64/sysroots/x86_64-oesdk-mingw32/var
--libdir=/usr/local/oecore-x86_64/sysroots/x86_64-oesdk-mingw32/usr/lib/arm-xilinx-eabi
--includedir=/usr/local/oecore-x86_64/sysroots/x86_64-oesdk-mingw32/us r/include
--oldincludedir=/usr/local/oecore-x86_64/sysroots/x86_64-oesdk-mingw32/usr/include
--infodir=/usr/local/oecore-x86_64/sysroots/x86_64-oesdk-mingw32/usr/share/info --mandir=/usr/local/oecore-x86_64/sysroots/x86_64-oesdk-mingw32/usr/share/man
--disable-silent-rules --disable-dependency-tracking --with-libtool-sysroot=/scratch/mhatle/baremetal-toolchains/20200708-172230/build/aarch32-tc-x86_64-mingw32/work/x86_64-nativesdk-mingw32-oesdk-mingw32/gcc-cross-canadian-arm/9.2.0-r0/recipe-sysroot
--enable-clocale=generic --with-gnu-ld --enable-shared --enable-languages=c,c++ --enable-threads=posix --enable-multilib --enable-c99 --enable-long-long --enable-libstdcxx-pch --program-prefix=arm-xilinx-eabi- --without-local-prefix --enable-lto --disable-libssp --enable-libitm --disable-bootstrap --disable-libmudflap --with-system-zlib --enable-linker-build-id --with-ppl=no --with-cloog=no --enable-checking=release --enable-cheaders=c_global --without-isl --with-gxx-include-dir=/not/exist/usr/include/c++/9.2.0 --wi th-build-time-tools=/scratch/mhatle/baremetal-toolchains/20200708-172230/build/aarch32-tc-x86_64-mingw32/work/x86_64-nativesdk-mingw32-oesdk-mingw32/gcc-cross-canadian-arm/9.2.0-r0/recipe-sysroot-native/usr/arm-xilinx-eabi/bin
--with-build-sysroot=/scratch/mhatle/baremetal-toolchains/20200708-172230/build/aarch32-tc-x86_64-mingw32/work/x86_64-nativesdk-mingw32-oesdk-mingw32/gcc-cross-canadian-arm/9.2.0-r0/recipe-sysroot
--enable-poison-system-directories --disable-nls --enable-initfini-array --without-headers --with-newlib --disable-libstdcxx-pch --with-newlib --disable-threads --enable-plugins --with-gnu-as --disable-libitm --with-multilib-list=aprofile --enable-multilib --disable-nls --enable-mingw-wildcard --with-sysroot=/not/exist

Thread model: single

gcc version 9.2.0 (GCC) 

COLLECT_GCC_OPTIONS='--sysroot=C:\Xilinx\Vitis\2020.2\gnu\aarch32\nt\gcc-arm-none-eabi\bin\\..\aarch32-xilinx-eabi' '-Wall' '-O0' '-g3' '-c' '-fmessage-length=0' '-MT' 'src/main.o' '-mcpu=cortex-a9' '-mfpu=vfpv3' '-mfloat-abi=hard' '-v' '-I' 'C:/Projects/Xilinx/Experiment/PicoZed/PicoZed.vitis/PicoZed/export/PicoZed/sw/PicoZed/standalone_domain/bspinclude/include' '-MMD' '-MP' '-MF' 'src/main.d' '-MT' 'src/main.o' '-o' 'src/main.o' '-marm' '-march=armv7-a+mp+sec+vfpv3'

 c:/xilinx/vitis/2020.2/gnu/aarch32/nt/gcc-arm-none-eabi/x86_64-oesdk-mingw32/usr/bin/arm-xilinx-eabi/../../libexec/arm-xilinx-eabi/gcc/arm-xilinx-eabi/9.2.0/cc1.exe
-quiet -v -I C:/Projects/Xilinx/Experiment/PicoZed/PicoZed.vitis/PicoZed/export/PicoZed/sw/PicoZed/standalone_domain/bspinclude/include
-imultilib thumb/v7-a+fp/hard -iprefix c:\xilinx\vitis\2020.2\gnu\aarch32\nt\gcc-arm-none-eabi\x86_64-oesdk-mingw32\usr\bin\arm-xilinx-eabi\../../lib/arm-xilinx-eabi/gcc/arm-xilinx-eabi/9.2.0/
-isysroot C:\Xilinx\Vitis\2020.2\gnu\aarch32\nt\gcc-arm-none-eabi\bin\\..\aarch32-xilinx-eabi
-MMD src/main.d -MF src/main.d -MP -MT src/main.o -MT src/main.o -dD -D__USES_INITFINI__ ../src/main.c -quiet -dumpbase main.c -mcpu=cortex-a9 -mfpu=vfpv3 -mfloat-abi=hard -marm -march=armv7-a+mp+sec+vfpv3 -auxbase-strip src/main.o -g3 -O0 -Wall -version -fmessage-length=0 -o C:\Users\M257B~1.BLA\AppData\Local\Temp\ccOuqloW.s

GNU C17 (GCC) version 9.2.0 (arm-xilinx-eabi)

    compiled by GNU C version 9.2.0, GMP version 6.1.2, MPFR version
4.0.2, MPC version 1.1.0, isl version none

GGC heuristics: --param ggc-min-expand=100 --param ggc-min-heapsize=131072

ignoring nonexistent directory "c:\xilinx\vitis\2020.2\gnu\aarch32\nt\gcc-arm-none-eabi\x86_64-oesdk-mingw32\usr\bin\arm-xilinx-eabi\../../lib/arm-xilinx-eabi/gcc/arm-xilinx-eabi/9.2.0/../../../../../arm-xilinx-eabi/include"

ignoring duplicate directory "c:/xilinx/vitis/2020.2/gnu/aarch32/nt/gcc-arm-none-eabi/x86_64-oesdk-mingw32/usr/lib/arm-xilinx-eabi/gcc/../../../lib/arm-xilinx-eabi/gcc/arm-xilinx-eabi/9.2.0/include"

ignoring nonexistent directory "C:\Xilinx\Vitis\2020.2\gnu\aarch32\nt\gcc-arm-none-eabi\bin\\..\aarch32-xilinx-eabi/usr/lib/arm-xilinx-eabi/9.2.0/include"

ignoring nonexistent directory "C:\Xilinx\Vitis\2020.2\gnu\aarch32\nt\gcc-arm-none-eabi\bin\\..\aarch32-xilinx-eabi/usr/local/oecore-x86_64/sysroots/x86_64-oesdk-mingw32/usr/lib/arm-xilinx-eabi/gcc/arm-xilinx-eabi/9.2.0/../../../../include"

ignoring duplicate directory "c:/xilinx/vitis/2020.2/gnu/aarch32/nt/gcc-arm-none-eabi/x86_64-oesdk-mingw32/usr/lib/arm-xilinx-eabi/gcc/../../../lib/arm-xilinx-eabi/gcc/arm-xilinx-eabi/9.2.0/include-fixed"

ignoring nonexistent directory "c:/xilinx/vitis/2020.2/gnu/aarch32/nt/gcc-arm-none-eabi/x86_64-oesdk-mingw32/usr/lib/arm-xilinx-eabi/gcc/../../../lib/arm-xilinx-eabi/gcc/arm-xilinx-eabi/9.2.0/../../../../../arm-xilinx-eabi/include"

#include "..." search starts here:

#include <...> search starts here:

 C:/Projects/Xilinx/Experiment/PicoZed/PicoZed.vitis/PicoZed/export/PicoZed/sw/PicoZed/standalone_domain/bspinclude/include

 c:\xilinx\vitis\2020.2\gnu\aarch32\nt\gcc-arm-none-eabi\x86_64-oesdk-mingw32\usr\bin\arm-xilinx-eabi\../../lib/arm-xilinx-eabi/gcc/arm-xilinx-eabi/9.2.0/include

 c:\xilinx\vitis\2020.2\gnu\aarch32\nt\gcc-arm-none-eabi\x86_64-oesdk-mingw32\usr\bin\arm-xilinx-eabi\../../lib/arm-xilinx-eabi/gcc/arm-xilinx-eabi/9.2.0/include-fixed

 C:\Xilinx\Vitis\2020.2\gnu\aarch32\nt\gcc-arm-none-eabi\bin\\..\aarch32-xilinx-eabi/usr/include

End of search list.

GNU C17 (GCC) version 9.2.0 (arm-xilinx-eabi)

    compiled by GNU C version 9.2.0, GMP version 6.1.2, MPFR version
4.0.2, MPC version 1.1.0, isl version none

GGC heuristics: --param ggc-min-expand=100 --param ggc-min-heapsize=131072

Compiler executable checksum: 2516cb1a757555b312b0344a413e7d9c

COLLECT_GCC_OPTIONS='--sysroot=C:\Xilinx\Vitis\2020.2\gnu\aarch32\nt\gcc-arm-none-eabi\bin\\..\aarch32-xilinx-eabi' '-Wall' '-O0' '-g3' '-c' '-fmessage-length=0' '-MT' 'src/main.o' '-mcpu=cortex-a9' '-mfpu=vfpv3' '-mfloat-abi=hard' '-v' '-I' 'C:/Projects/Xilinx/Experiment/PicoZed/PicoZed.vitis/PicoZed/export/PicoZed/sw/PicoZed/standalone_domain/bspinclude/include' '-MMD' '-MP' '-MF' 'src/main.d' '-MT' 'src/main.o' '-o' 'src/main.o' '-marm' '-march=armv7-a+mp+sec+vfpv3'

 c:/xilinx/vitis/2020.2/gnu/aarch32/nt/gcc-arm-none-eabi/x86_64-oesdk-mingw32/usr/bin/arm-xilinx-eabi/../../libexec/arm-xilinx-eabi/gcc/arm-xilinx-eabi/9.2.0/as.exe
-v -I C:/Projects/Xilinx/Experiment/PicoZed/PicoZed.vitis/PicoZed/export/PicoZed/sw/PicoZed/standalone_domain/bspinclude/include
-march=armv7-a+mp+sec -mfloat-abi=hard -mfpu=vfpv3 -meabi=5 -o src/main.o C:\Users\M257B~1.BLA\AppData\Local\Temp\ccOuqloW.s

GNU assembler version 2.32.0 (arm-xilinx-eabi) using BFD version (GNU Binutils) 2.32.0.20190204

COMPILER_PATH=c:/xilinx/vitis/2020.2/gnu/aarch32/nt/gcc-arm-none-eabi/x86_64-oesdk-mingw32/usr/bin/arm-xilinx-eabi/../../libexec/arm-xilinx-eabi/gcc/arm-xilinx-eabi/9.2.0/;c:/xilinx/vitis/2020.2/gnu/aarch32/nt/gcc-arm-none-eabi/x86_64-oesdk-mingw32/usr/bin/arm-xilinx-eabi/../../libexec/arm-xilinx-eabi/gcc/

LIBRARY_PATH=C:/Xilinx/Vitis/2020.2/gnu/aarch32/nt/gcc-arm-none-eabi/bin//../aarch32-xilinx-eabi/usr/lib/thumb/v7-a+fp/hard/;c:/xilinx/vitis/2020.2/gnu/aarch32/nt/gcc-arm-none-eabi/x86_64-oesdk-mingw32/usr/bin/arm-xilinx-eabi/../../lib/arm-xilinx-eabi/gcc/arm-xilinx-eabi/9.2.0/;c:/xilinx/vitis/2020.2/gnu/aarch32/nt/gcc-arm-none-eabi/x86_64-oesdk-mingw32/usr/bin/arm-xilinx-eabi/../../lib/arm-xilinx-eabi/gcc/;C:/Xilinx/Vitis/2020.2/gnu/aarch32/nt/gcc-arm-none-eabi/bin//../aarch32-xilinx-eabi/usr/lib/arm-xilinx-eabi/9.2.0/;C:/Xilinx/Vitis/2020.2/gnu/aarch32/nt/gcc-arm-none-eabi/bin//../aarch32-xilinx-eabi/usr/lib/

COLLECT_GCC_OPTIONS='--sysroot=C:\Xilinx\Vitis\2020.2\gnu\aarch32\nt\gcc-arm-none-eabi\bin\\..\aarch32-xilinx-eabi' '-Wall' '-O0' '-g3' '-c' '-fmessage-length=0' '-MT' 'src/main.o' '-mcpu=cortex-a9' '-mfpu=vfpv3' '-mfloat-abi=hard' '-v' '-I' 'C:/Projects/Xilinx/Experiment/PicoZed/PicoZed.vitis/PicoZed/export/PicoZed/sw/PicoZed/standalone_domain/bspinclude/include' '-MMD' '-MP' '-MF' 'src/main.d' '-MT' 'src/main.o' '-o' 'src/main.o' '-marm' '-march=armv7-a+mp+sec+vfpv3'

'Finished building: ../src/main.c'

' '

'Building target: PicoZed_Main.elf'

'Invoking: ARM v7 gcc linker'

arm-none-eabi-gcc
-L"C:\Projects\Xilinx\Experiment\PicoZed\PicoZed.vitis\Library1\Debug" -L"C:\Projects\Xilinx\Experiment\PicoZed\PicoZed.vitis\Library2\Debug" -mcpu=cortex-a9 -mfpu=vfpv3 -mfloat-abi=hard -Wl,-build-id=none -specs=Xilinx.spec -Wl,-T -Wl,../src/lscript.ld -LC:/Projects/Xilinx/Experiment/PicoZed/PicoZed.vitis/PicoZed/export/PicoZed/sw/PicoZed/standalone_domain/bsplib/lib
-o "PicoZed_Main.elf"  ./src/main.o   -lLibrary1 -lLibrary2 -Wl,--start-group,-lxil,-lgcc,-lc,--end-group

'Finished building target: PicoZed_Main.elf'

' '

'Invoking: ARM v7 Print Size'

arm-none-eabi-size PicoZed_Main.elf  |tee "PicoZed_Main.elf.size"

   text    data     bss     dec     hex filename

  18736    1144   22568   42448    a5d0 PicoZed_Main.elf

'Finished building: PicoZed_Main.elf.size'

' '

Answer 1

我的第一个问题是，这里的顺序重要吗？

是的，字面上来自gcc documentation：

-l 库

...

在命令的哪个位置编写此选项会有所不同；链接器按照指定的顺序搜索和处理库和目标文件。因此，“foo.o -lz bar.o”在文件 foo.o 之后但在 bar.o 之前搜索库“z”。如果 bar.o 引用了 ‘z’ 中的函数，这些函数可能不会被加载。

如何告诉链接器（？）在另一个静态库中对该函数有一个强定义，或者类似的东西？

通常在现代嵌入式中：

-Wl,--whole-archive -l(L1_NAME) -l(L2_NAME) -Wl,--no-whole-archive 

另一种方法是解压缩两个库并将目标文件传递给 gcc。

但我真的不明白为什么

链接器搜索直到库中的第一个符号，按顺序。所以无论你先放哪个 - 弱库或强库 - 都将使用该符号，并且将忽略所有后续相同的符号。

我可以在这里编译和运行所有内容，但是不会调用 Logger_Init 的“L2”实现。

这很奇怪，因为您帖子中的-l(L2_NAME) -l(L1_NAME) 应该会导致调用 l2 实现。一个 MCVE：

cat >Makefile <<EOF
all: l1.a l2.a main.o
    gcc main.o l1.a l2.a
    ./a.out
    gcc main.o l2.a l1.a
    ./a.out
l2.a: l2.o
    ar rcs $@ $<
l1.a: l1.o
    ar rcs $@ $<
EOF
cat >main.c <<EOF
int main() {
    void Logger_Init();
    Logger_Init();
}

EOF
cat >l1.c <<EOF
void __attribute__((weak)) Logger_Init(void) {
    puts("I am weak");
}

EOF
cat >l2.c <<EOF
void Logger_Init(void)
{
   puts("I am strong");
}

EOF

结果：

$ make
...
gcc main.o l1.a l2.a
./a.out
I am weak
gcc main.o l2.a l1.a
./a.out
I am strong

即。先到先得。我还使用-L. -ll2 -ll1 对其进行了测试，并将库重命名为libl*.a - 结果相同。我怀疑你的检查方法有缺陷。

---

Make已经44岁了，是个留着长胡子的爷爷。使用现代的东西，比如 cmake。

使用weak 属性可能会导致非常糟糕的意大利面条代码，以后很难修复和重构。考虑只使用带有 get/set 访问器的函数指针。

---

您能告诉我们更多关于为什么您认为弱函数不好的原因吗？ @Bktero

基于意见：

缺点：

• 编译器特定语法、不可移植代码、非标准。
• 如果不可重入，则难以修补以允许传递用户指定的上下文。
• 您可以从代码中的任何地方覆盖该函数。它基本上是你的意大利面条代码的辣酱。
• IDE 很困惑，不知道从哪里跳转到定义，因为有两个。
• 难以进行单元测试，因为：
  • 一个可执行文件可以提供一个函数重载，所以：
  • 使用多个可执行文件进行单元测试需要更多的编写
    • 这让使用 IDE 的“转到定义”功能变得非常糟糕，因为这样您将获得越来越多的相同功能的定义
  • 使用带有可设置函数指针的包装器进行单元测试是一种解决方案，它可以作为回调本身实现。
• 如果它是来自库/子系统的回调：
  • 基本上允许该库的一个实例
  • 随着编程的发展，需要同一个库的多个实例
  • 这需要将单个入口点从多个代码位置写入/合并到一个位置。
  • 合并多个项目很难，因为：
    • 想象一个带有弱回调的库
    • 两个库正在使用该库并覆盖该弱回调
    • 那么你不能同时使用这两个库，你会得到一个重复的函数定义。
    • 需要修补或选择性编译该库。
    • 它需要一个单个入口点和一个调用它的库的调度表。
    • 意大利面条代码。
• 正如 OP 所指出的 - 链接与订单相关的静态库的问题需要使用编译器特定语法 --whole-archive 来解决。因为它取决于顺序，所以它可能会令人惊讶，有时有效，有时无效，从而导致令人惊讶和意想不到的错误，因为您只更改库和 oops 的顺序 - 您的应用程序不起作用。

与全局变量类似的问题。基本上与信号相同的问题。与信号相同的解决方案 - 使用函数指针。就像使用 SA_SIGINFO 和 sigaction 一样，允许使用自定义 void *context 指针传递自定义函数指针。

优点：

• 更快的代码
• 少打字

有什么经验可以分享吗？

嗯，我使用并研究了弱（或未定义）函数作为库中的回调函数，结果导致代码难以合并和重构。

STM32 HAL 库是用弱函数实现的，它们稍后可以选择启用函数指针，现在它们的源代码中有 #if (USE_HAL_*_REGISTER_CALLBACKS == 1) 的东西，请参阅前 stm32l0xx_hal_uart.h#L248