MCUXpresso IDE下將源碼制作成Lib庫方法及其與IAR,MDK差異

程序函數庫是一個包含已經編譯好代碼和數據的目標文件集合，這個庫文件里的函數可以供其他程序調用。

被放進庫文件里的代碼通常具有一定通用性，是經過高度抽象的，這樣可以避免重復造輪子。程序函數庫設計可以使得程序的開發工作更加模塊化，更容易重新編譯，也更方便升級。

嵌入式開發里有時候也會需要涉及函數庫文件，除了模塊化開發以及方便升級特點外，有時候也是為了對源代碼進行保密，畢竟庫文件是編譯后的文件。今天就跟大家聊聊 MCUXpresso IDE 下生成 Lib 庫文件的方法及其與 IAR, MDK 有何差異。

注: 本文測試的MCUXpresso IDE版本是v11.4.0_6224。

一、其它IDE下制作Lib庫的方法

我們先來看看其它 IDE 下是如何生成和使用 Lib 庫文件的。我們以 SDK_2.10.0_MI
MXRT1170-EVKboardsevkmimxrt1170demo_appshello_worldcm7目錄下的工程文件為例。

這個 hello_world 例程主要就是利用 LPUART 外設驅動( fsl_lpuart.c )實現串口打印功能，這里我們就嘗試將 fsl_lpuart.c 文件制作成 Lib 庫（這里特指靜態鏈接庫 - Static Library）。

1.1 IAR EWARM下

使用IAR 打開 hello_world_demo_cm7.eww 文件，編譯默認工程可以得到工程可執行文件和鏡像文件，這是經過編譯和鏈接之后的可直接執行的純機器碼數據。由于我們只需要將 fsl_lpuart.c 文件制作成 Lib 庫，所以要對工程進行一些改動：

將工程里除fsl_lpuart.c 之外的其它.c 文件全部移除，并且僅需保留fsl_lpuart.c 所依賴的相關頭文件。
在工程選項General Options / Output / Output file 里切換到 Library。

在工程選項Library Builder / Output / Output file 里命名生成的庫文件（比如 lpuart_drv.a ）。

這時候重新編譯工程便可以得到我們想要的 lpuart_drv.a 庫文件，如果要使用這個庫文件的話，也非常簡單，只要在原始的hello_world 工程里將 fsl_lpuart.c 文件替換成 lpuart_drv.a 即可。

1.2 Keil MDK下

MDK 下制作和使用 Lib庫的方法與IAR差不多，就是工程設置差異。

使用 MDK 打開 hello_world_demo_cm7.uvprojx文件，同樣對工程進行一些改動：

1）將工程里除fsl_lpuart.c 之外的其它.c 文件全部移除，并且僅需保留fsl_lpuart.c 所依賴的相關頭文件。

2）在工程選項Output / 里切換到Create Library。

3）在工程選項Output / Name of Executable 里命名生成的庫文件（比如 lpuart_drv.lib ）。

二、MCUXpresso IDE下制作Lib庫

了解了IAR, MDK 下制作和使用 Lib 庫方法，我們再來看本文的主角 MCUXpresso IDE 下制作 Lib 庫的方法。

首先是按照 《MCUXpresso IDE下SDK工程導入與workspace管理機制》 一文導入一個 hello_world 工程，在導入向導界面，我們能看到 SDK 里的例程類型是C Project，旁邊雖然有 C Static Library 選項，但是不可設置。

我們先使用 SDK 包里導出的默認工程（C Project），按照之前 IAR, MDK 上的經驗，在這個工程里做如下改動。重新編譯工程，發現生成的文件似乎跟原始工程生成的可執行文件（Artifact Type 為 Executable ）差不多，顯然 Shared Library 并不是我們想要的靜態 Lib 庫。

1）將工程里除fsl_lpuart.c 之外的其它.c 文件全部移除，并且僅需保留fsl_lpuart.c 所依賴的相關頭文件。

2）在工程選項C/C++ Build / Settings / Build Artifact / Artifact Type 里切換到Shared Library。

3）工程選項C/C++ Build / Settings / Tool Settings / MCU Linker / Shared Library Settings 里Shared 選項勾選上。

那么MCUXpresso IDE 下如何生成靜態 Lib 庫呢？很遺憾，你必須在新建工程之初就確定工程類型為 C Static Library，工程類型確定之后無法僅通過工程選項來切換 C Project 和 C Static Library （這是和IAR, MDK 不一樣的第一個地方）。

在創建 C Static Library 時盡量在向導里將多余的源文件選項全部去掉，僅保留我們感興趣的 lpuart 驅動。

新建了C Static Library 工程后，發現工程里還是殘留了多余的 .c 文件（Debug Console 和 device 初始化相關文件），這時候再手動移除這些 .c 文件，然后打開工程選項 C/C++ Build / Settings / Build Artifact / Artifact Type，此時僅有 Static Library 一種選擇。

編譯工程可得到 liblpuart_drv.a 文件（MCUXpresso IDE 特意在用戶設置的庫名加了 lib 前綴，這是刻意設計的，后面使用該庫文件時會用到這個設計），即是我們需要的靜態Lib 庫文件。

回到官方SDK 包里原始的 hello world 例程里，此時我們嘗試使用這個 liblpuart_drv.a 文件，我們將工程目錄下的 fsl_lpuart.c 文件替換成 liblpuart_drv.a 文件，直接編譯發現報錯，無法找到 LPUART 相關驅動，顯然工程并沒有直接識別庫文件（這是跟 IAR, MDK 不一樣的第二個地方），這時候需要更新下工程選項，在 C/C++ Build / Settings / Tool Settings / MCU Linker / Libraries 里添加 liblpuart_drv.a 庫（包括名字和路徑），這里特別注意庫名字僅需要填lpuart_drv，不需要 lib 前綴（這就是前面所說的MCUXpresso IDE 特意設計）。此時再編譯工程，就一切正常了。

三、靜態鏈接庫和共享鏈接庫差異

在MCUXpresso IDE 下我們接觸到了兩種庫 Static Library 和 Shared Library，最后再簡單介紹下它倆的差異。

靜態庫是一些 .o 目標文件的集合，一般以 .a/.lib 形式結尾。靜態庫在程序鏈接階段使用，鏈接器將程序要用到的函數從庫中提取出來，并整合到程序中，程序運行不再使用靜態庫了。由于每個程序要用到函數都從庫提取并整合在一起，所以可執行文件會比較大。

共享庫即動態鏈接庫，在 Linux 中以 .so(share object) 為后綴，在 Windows 中以 .dll 為后綴。程序開始啟動運行時，加載所需的函數，程序運行時也需要共享庫的支持。共享庫鏈接出來的文件比靜態庫要小得多。

所以這其實就是鏈接方式的差異，鏈接（Link）是程序被裝載到內存運行之前需要完成的一個步驟。鏈接本身分為靜態鏈接（Static Link）和動態鏈接（Dynamic Link）兩種方式。

而在嵌入式 MCU 世界里，我們通常都是用靜態鏈接這種方式。

來源：恩智浦MCU加油站


審核編輯：湯梓紅