MCUXpresso IDE下將源碼制作成Lib庫(kù)方法及其與IAR,MDK差異

大家好，我是痞子衡，是正經(jīng)搞技術(shù)的痞子。今天痞子衡給大家分享的是MCUXpresso IDE下將源碼制作成Lib庫(kù)方法及其與IAR,MDK差異。

程序函數(shù)庫(kù)是一個(gè)包含已經(jīng)編譯好代碼和數(shù)據(jù)的函數(shù)集合，這個(gè)庫(kù)文件里的函數(shù)可以供其他程序調(diào)用。被放進(jìn)庫(kù)文件里的代碼通常具有一定通用性，是經(jīng)過(guò)高度抽象的，這樣可以避免重復(fù)造輪子。程序函數(shù)庫(kù)設(shè)計(jì)可以使得程序的開(kāi)發(fā)工作更加模塊化，更容易重新編譯，也更方便升級(jí)。

嵌入式開(kāi)發(fā)里有時(shí)候也會(huì)需要涉及函數(shù)庫(kù)文件，除了模塊化開(kāi)發(fā)以及方便升級(jí)特點(diǎn)外，有時(shí)候也是為了對(duì)源代碼進(jìn)行保密，畢竟庫(kù)文件是編譯后的文件。今天痞子衡就跟大家聊聊 MCUXpresso IDE 下生成 Lib 庫(kù)文件的方法及其與 IAR, MDK 有何差異。

• Note: 痞子衡測(cè)試的MCUXpresso IDE版本是v11.4.0_6224。

一、其它IDE下制作Lib庫(kù)的方法

我們先來(lái)看看其它 IDE 下是如何生成和使用 Lib 庫(kù)文件的。我們以 SDK_2.10.0_MIMXRT1170-EVKboardsevkmimxrt1170demo_appshello_worldcm7 目錄下的工程文件為例。這個(gè) hello_world 例程主要就是利用 LPUART 外設(shè)驅(qū)動(dòng)( fsl_lpuart.c )實(shí)現(xiàn)串口打印功能，這里我們就嘗試將 fsl_lpuart.c 文件制作成 Lib 庫(kù)（這里特指靜態(tài)鏈接庫(kù) - Static Library）。

1.1 IAR EWARM下

使用 IAR 打開(kāi) hello_world_demo_cm7.eww 文件，編譯默認(rèn)工程可以得到工程可執(zhí)行文件和鏡像文件，這是經(jīng)過(guò)編譯和鏈接之后的可直接執(zhí)行的純機(jī)器碼數(shù)據(jù)。由于我們只需要將 fsl_lpuart.c 文件制作成 Lib 庫(kù)，所以要對(duì)工程進(jìn)行一些改動(dòng)：

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(guān)頭文件。
2. 在工程選項(xiàng) General Options / Output / Output file 里切換到 Library。
3. 在工程選項(xiàng) Library Builder / Output / Output file 里命名生成的庫(kù)文件（比如 lpuart_drv.a ）。

這時(shí)候重新編譯工程便可以得到我們想要的 lpuart_drv.a 庫(kù)文件，如果要使用這個(gè)庫(kù)文件的話，也非常簡(jiǎn)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(kù)方法與 IAR 差不多，就是工程設(shè)置差異。使用 MDK 打開(kāi) hello_world_demo_cm7.uvprojx 文件，同樣對(duì)工程進(jìn)行一些改動(dòng)：

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(guān)頭文件。
2. 在工程選項(xiàng) Output / 里切換到 Create Library。
3. 在工程選項(xiàng) Output / Name of Executable 里命名生成的庫(kù)文件（比如 lpuart_drv.lib ）。

二、MCUXpresso IDE下制作Lib庫(kù)的方法

了解了 IAR, MDK 下制作和使用 Lib 庫(kù)方法，我們?cè)賮?lái)看本文的主角 MCUXpresso IDE 下制作 Lib 庫(kù)的方法。首先是按照 《MCUXpresso IDE下SDK工程導(dǎo)入與workspace管理機(jī)制》 一文導(dǎo)入一個(gè) hello_world 工程，在導(dǎo)入向?qū)Ы缑?，我們能看?SDK 里的例程類型是 C Project，旁邊雖然有 C Static Library 選項(xiàng)，但是不可設(shè)置。

我們先使用 SDK 包里導(dǎo)出的默認(rèn)工程（C Project），按照之前 IAR, MDK 上的經(jīng)驗(yàn)，在這個(gè)工程里做如下改動(dòng)。重新編譯工程，發(fā)現(xiàn)生成的文件似乎跟原始工程生成的可執(zhí)行文件（Artifact Type 為 Executable ）差不多，顯然  Shared Library 并不是我們想要的靜態(tài) Lib 庫(kù)。

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(guān)頭文件。
2. 在工程選項(xiàng) C/C++ Build / Settings / Build Artifact / Artifact Type 里切換到 Shared Library。
3. 在工程選項(xiàng) C/C++ Build / Settings / Tool Settings / MCU Linker / Shared Library Settings 里 Shared 選項(xiàng)勾選上。

那么 MCUXpresso IDE 下如何生成靜態(tài) Lib 庫(kù)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(wú)法僅通過(guò)工程選項(xiàng)來(lái)切換 C Project 和 C Static Library （這是和 IAR, MDK 不一樣的第一個(gè)地方）。在創(chuàng)建 C Static Library 時(shí)盡量在向?qū)Ю飳⒍嘤嗟脑次募x項(xiàng)全部去掉，僅保留我們感興趣的 lpuart 驅(qū)動(dòng)。

新建了 C Static Library 工程后發(fā)現(xiàn)工程里還是殘留了多余的 .c 文件（Debug Console 和 device 初始化相關(guān)文件），這時(shí)候再手動(dòng)移除這些 .c 文件，然后打開(kāi)工程選項(xiàng) C/C++ Build / Settings / Build Artifact / Artifact Type，此時(shí)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(shè)置的庫(kù)名加了 lib 前綴，這是刻意設(shè)計(jì)的，后面使用該庫(kù)文件時(shí)會(huì)用到這個(gè)設(shè)計(jì)），即是我們需要的靜態(tài) Lib 庫(kù)文件。

回到官方 SDK 包里原始的 hello world 例程里，此時(shí)我們嘗試使用這個(gè) 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(fā)現(xiàn)報(bào)錯(cuò)，無(wú)法找到 LPUART 相關(guān)驅(qū)動(dòng)，顯然工程并沒(méi)有直接識(shí)別庫(kù)文件（這是跟 IAR, MDK 不一樣的第二個(gè)地方），這時(shí)候需要更新下工程選項(xiàng)，在 C/C++ Build / Settings / Tool Settings / MCU Linker / Libraries 里添加 liblpuart_drv.a 庫(kù)（包括名字和路徑），這里特別注意庫(kù)名字僅需要填 lpuart_drv，不需要 lib 前綴（這就是前面所說(shuō)的 MCUXpresso IDE 特意設(shè)計(jì)）。此時(shí)再編譯工程，就一切正常了。

三、靜態(tài)鏈接庫(kù)和共享鏈接庫(kù)差異

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

靜態(tài)庫(kù)是一些 .o 目標(biāo)文件的集合，一般以 .a/.lib 形式結(jié)尾。靜態(tài)庫(kù)在程序鏈接階段使用，鏈接器將程序要用到的函數(shù)從庫(kù)中提取出來(lái)，并整合到程序中，程序運(yùn)行不再使用靜態(tài)庫(kù)了。由于每個(gè)程序要用到函數(shù)都從庫(kù)提取并整合在一起，所以可執(zhí)行文件會(huì)比較大。

共享庫(kù)即動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，在 Linux 中以 .so(share object) 為后綴，在 Windows 中以 .dll 為后綴。程序開(kāi)始啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)，加載所需的函數(shù)，程序運(yùn)行時(shí)也需要共享庫(kù)的支持。共享庫(kù)鏈接出來(lái)的文件比靜態(tài)庫(kù)要小得多。

所以這其實(shí)就是鏈接方式的差異，鏈接（Link）是程序被裝載到內(nèi)存運(yùn)行之前需要完成的一個(gè)步驟。鏈接本身分為靜態(tài)鏈接（Static Link）和動(dòng)態(tài)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(tài)鏈接這種方式。

至此，MCUXpresso IDE下將源碼制作成Lib庫(kù)方法及其與IAR,MDK差異痞子衡便介紹完畢了，掌聲在哪里~~~