在嵌入式开发和系统编程中，我们经常需要处理目标文件（OBJ）和静态库（Archive Library）。特别是在处理一些遗留代码或者需要自定义函数行为时，将OBJ文件链接到库并修改其中的符号名称是一项常见但重要的任务。本文将详细介绍整个过程，包括文件类型识别、库文件创建以及符号重定义。

背景

在实际开发中，我们可能会遇到以下场景需要进行OBJ文件和库文件的操作：

  1. 需要将多个OBJ文件打包成一个静态库，方便管理和使用
  2. 遇到符号冲突问题，需要修改库中的函数名称
  3. 调试或定制特定函数的行为
  4. 在嵌入式系统中优化代码大小和结构

本文将以一个ARM平台的实际案例为例，详细说明如何完成这些操作。

步骤一：识别文件类型

在进行任何操作之前，我们首先需要确认当前文件的类型。在Linux/Unix系统中，可以使用readelf命令来查看ELF格式文件的头部信息，从而确定文件类型。

检查OBJ文件

# 查看目标文件信息
readelf -h libdram

输出结果：

ELF Header:
  Magic:   7f 45 4c 46 01 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 
  Class:                             ELF32
  Data:                              2's complement, little endian
  Version:                           1 (current)
  OS/ABI:                            UNIX - System V
  ABI Version:                       0
  Type:                              REL (Relocatable file)
  Machine:                           ARM
  Version:                           0x1
  Entry point address:               0x0
  Start of program headers:          0 (bytes into file)
  Start of section headers:          285904 (bytes into file)
  Flags:                             0x5000000, Version5 EABI
  Size of this header:               52 (bytes)
  Size of program headers:           0 (bytes)
  Number of program headers:         0
  Size of section headers:           40 (bytes)
  Number of section headers:         179
  Section header string table index: 178

关键信息解读：

  • Type: REL (Relocatable file) - 这表明文件是一个可重定位目标文件（OBJ文件）
  • Machine: ARM - 文件是为ARM架构编译的
  • Class: ELF32 - 32位ELF格式文件

检查库文件

对于已经打包为静态库的文件，我们可以使用同样的命令来查看：

# 查看静态库信息
readelf -h libdram.a

输出结果：

File: libdram.a(libdram)
ELF Header:
  Magic:   7f 45 4c 46 01 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 
  Class:                             ELF32
  Data:                              2's complement, little endian
  Version:                           1 (current)
  OS/ABI:                            UNIX - System V
  ABI Version:                       0
  Type:                              REL (Relocatable file)
  Machine:                           ARM
  Version:                           0x1
  Entry point address:               0x0
  Start of program headers:          0 (bytes into file)
  Start of section headers:          285904 (bytes into file)
  Flags:                             0x5000000, Version5 EABI
  Size of this header:               52 (bytes)
  Size of program headers:           0 (bytes)
  Number of program headers:         0
  Size of section headers:           40 (bytes)
  Number of section headers:         179
  Section header string table index: 178

注意第一行显示 File: libdram.a(libdram)，这表明我们正在查看静态库 libdram.a 中的 libdram 对象文件。这是识别静态库的一个重要特征。

步骤二：将OBJ文件链接到静态库

确认文件类型后，我们可以使用 ar 命令将OBJ文件打包到静态库中。对于ARM平台，我们使用 arm-none-eabi-ar 工具：

# 将OBJ文件添加到静态库
arm-none-eabi-ar -rsc libdram.a libdram

参数解释：

  • -r - 将文件插入库中，如果库中已存在同名文件则替换
  • -s - 为库创建或更新索引，这对于链接器高效查找符号非常重要
  • -c - 如果库不存在，则创建库而不显示警告消息

步骤三：修改库中的符号名称

在某些情况下，我们可能需要修改库中函数的符号名称，例如避免符号冲突或自定义特定函数的行为。可以使用 objcopy 工具来实现这一点：

# 重定义符号名称
arm-none-eabi-objcopy --redefine-sym printf=printf_dram libdram.a libdram.a

上面的命令将库中所有的 printf 符号重命名为 printf_dram。这样，当链接这个库时，对 printf 的调用将不会与系统标准库中的 printf 冲突，而是会调用我们修改过的 printf_dram 函数。