1487
大家好，我是痞子衡，是正經搞技術的痞子。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函數集合，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(fā)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(fā)里有時候也會需要涉及函數庫文件，除了模塊化開發(fā)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。今天痞子衡就跟大家聊聊 MCUXpresso IDE 下生成 Lib 庫文件的方法及其與 IAR, MDK 有何差異。
- Note: 痞子衡測試的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_MIMXRT1170-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(tài)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(zhí)行文件和鏡像文件，這是經過編譯和鏈接之后的可直接執(zhí)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：
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 General Options / Output / Output file 里切換到 Library。
3. 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庫的方法
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(fā)現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。
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. 在工程選項 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(tài) 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(chuàng)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(fā)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(tài) 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(fā)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(tài)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(tài)庫是一些 .o 目標文件的集合，一般以 .a/.lib 形式結尾。靜態(tài)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(tài)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(zhí)行文件會比較大。
共享庫即動態(tài)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(tài)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(tài)鏈接（Static Link）和動態(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庫方法及其與IAR,MDK差異痞子衡便介紹完畢了，掌聲在哪里~~~
