如何在不公开所有符号的情况下为 iOS 创建静态库

Question

这个问题之前已经被问过，但是深入研究各种开发工具的文档，似乎这是可能的，只是不明显。

动机： 制作静态库供其他 iOS 开发人员使用。库中的某些符号如果导出会导致问题，因此我希望将它们设为仅供内部使用的符号。对于动态库，这很容易，只需使用 -exported_symbols_list libtool (ld) 参数并列出您想要公开的。 libtool 文档不允许静态库使用此参数。

库有几个相互使用代码的 ObjectiveC .m 文件。该组中只有一个类需要向最终 .a 静态库文件的用户公开。

尝试了 libtool -exported_symbols_list publicsymbols.exp 但静态库的 -static 不支持 libtool 的参数。

无法使用属性将符号设为私有（如果可以的话），因为组中的其他 .m 文件需要它们。

看起来 ld 可以获取多个 .o 文件并将它们链接到一个新的 .o 文件中（通过 -r 参数），并且它没有“仅动态” “ -exported_symbols_list 参数的免责声明（这可能只是不清楚的文档......）。

作为一个测试，我使用 Xcode 构建了我的项目，这样我就制作了所有 .o 文件，然后尝试在命令行上调用 ld，如下所示：

ld -r -x -all_load -static -arch armv6 -syslibroot {path} 
   -filelist /Users/Dad/ABCsdk/iphone-ABClib/build/ABCLib.build/Distribution-iphoneos/ABCLib-device.build/Objects-normal/armv6/ABCsdk.LinkFileList 
   -exported_symbols_list {exp file path} -o outputfile.o

其中 {path} 类型的内容很长到那里适当的地方的路径。

但我收到如下错误：

/usr/bin/ld_classic: /Users/Dad/ABCsdk/iphone-ABClib/build/ABCLib.build/Distribution-iphoneos/ABCLib-device.build/Objects-normal/armv6/ABCmain.o 不兼容，文件包含加载命令 0 中第 3 节（_TEXT、_picsymbolstub4）的类型不受支持（必须指定要使用的“-dynamic”）

所以那里似乎有问题......

任何人知道一个聪明的方法来完成这项工作吗？谢谢。

Answer 1

这实在是不可能的，我很遗憾地说。它与静态库的工作方式有关。静态库只不过是一堆捆绑在一起的对象 *.o 文件，但动态库是可加载的二进制映像，就像可执行文件一样。

假设您有四个文件，

• common.c 定义 common，它是“私有”的
• fn1.c 定义 fn1，它调用 common。
• fn2.c 定义了fn2，它调用common。
• other.c 定义other。

在动态库中，链接器将所有内容捆绑到一大块代码中。该库导出 other、fn1 和 fn2。您必须加载整个库，或者不加载任何库，但是两个程序都可以加载它，而无需在内存中放入多个副本。符号表中根本缺少 common 的入口点 - 您无法从库外部调用它，因为链接器找不到它。

请注意，应用程序和共享库本质上具有相同的格式：应用程序基本上是一个仅导出一个符号 main 的共享库。 （这并不完全正确，但很接近。）

在静态库中，链接器永远不会运行。这些文件全部编译成 *.o 文件并放入 *.a 库存档中。内部引用将无法解决。

假设您的应用程序调用fn1。链接器发现对 fn1 的未解析调用，然后查看库。它在 fn1.o 中找到 fn1 的定义。然后链接器注意到对 common 的调用未解析，因此它在 common.o 中查找它。该程序不会从 fn2.c 或 other.c 获取代码，因为它不使用这些文件中的定义。

静态库非常古老，它们不具备动态库的任何功能。您可以将静态库视为基本上是一个充满已编译源代码的 zip 文件，这与链接在一起的动态库不同。没有人愿意扩展存档格式以增加符号可见性。当您链接静态库时，您将获得与将该库的源代码添加到程序中相同的结果。

简短版本：动态库有一个包含所有导出符号的符号表，但没有私有符号。同样，目标文件具有所有 extern 符号的列表，但没有 static 符号。但静态库没有符号表，它只是一个存档。因此，没有任何机制可以使代码私有于静态库（除了定义对象 static 之外，但这不适用于 Objective-C 类）。

如果我们知道您为什么要这样做，也许我们可以给您一个建议。 （是为了安全？名字冲突？所有这些问题都有解决方案。）

Answer 2

这是可能的！正如 Dietrich 所说，静态库中 .o 文件中的所有导出符号都是公共的，如果一个文件需要引用另一个 .o 文件中的符号，则需要从该文件导出（因此是公开的）。但有一种简单的解决方法 - 将所有 .o 文件预先链接到一个文件中。那么你只需要导出公共符号即可。

这显然被称为“单个对象预链接”，并且在treert提到的XCode中可以选择执行此操作。但您只需使用标准命令行工具即可完成此操作（示例存储库此处）：

查看一下（这是在 Mac 上）。

首先让我们创建一些测试文件

$ cat private.c
int internal_private_function() {
    return 5;
}
$ cat public.c
extern int internal_private_function();

int public_function() {
    return internal_private_function();
}

编译它们

$ clang -c private.c -o private.o
$ clang -c public.c -o public.o

将它们添加到静态库（它基本上是一个 zip 文件，但采用了几十年前的格式）。

$ ar -r libeverything_public.a public.o private.o

检查里面有什么符号。

$ objdump -t libeverything_public.a

libeverything_public.a(private.o):  file format Mach-O 64-bit x86-64

SYMBOL TABLE:
0000000000000000 g     F __TEXT,__text _internal_private_function

libeverything_public.a(public.o):   file format Mach-O 64-bit x86-64

SYMBOL TABLE:
0000000000000000 g     F __TEXT,__text _public_function
0000000000000000         *UND* _internal_private_function

好的，您可以看到这两个函数都是可见的，并且两个符号都是 g ，这意味着全局。

现在让我们预链接到一个文件中，然后将其单独放入静态库中。

$ ld -r -o prelinked.o private.o public.o
$ ar -r libeverything_public_prelinked.a prelinked.o
$ objdump -t libeverything_public_prelinked.a

libeverything_public_prelinked.a(prelinked.o):  file format Mach-O 64-bit x86-64

SYMBOL TABLE:
0000000000000020 l     O __TEXT,__eh_frame EH_Frame1
0000000000000038 l     O __TEXT,__eh_frame func.eh
0000000000000060 l     O __TEXT,__eh_frame EH_Frame1
0000000000000078 l     O __TEXT,__eh_frame func.eh
0000000000000000 g     F __TEXT,__text _internal_private_function
0000000000000010 g     F __TEXT,__text _public_function

类似的结果 - 它们位于一个文件中，但仍然存在且全局。最后让我们过滤掉它们（这是 Mac 特有的）。我们需要导出符号列表：

$ cat exported_symbols_osx.lds
_public_function

然后使用 -exported_symbols_list 选项。

$ ld -r -exported_symbols_list exported_symbols_osx.lds -o prelinked_filtered.o private.o public.o
$ ar -r libfiltered_prelinked.a prelinked_filtered.o
ar: creating archive libfiltered_prelinked.a
$ objdump -t libfiltered_prelinked.a

libfiltered_prelinked.a(prelinked_filtered.o):  file format Mach-O 64-bit x86-64

SYMBOL TABLE:
0000000000000000 l     F __TEXT,__text _internal_private_function
0000000000000020 l     O __TEXT,__eh_frame EH_Frame1
0000000000000038 l     O __TEXT,__eh_frame func.eh
0000000000000060 l     O __TEXT,__eh_frame EH_Frame1
0000000000000078 l     O __TEXT,__eh_frame func.eh
0000000000000010 g     F __TEXT,__text _public_function

田田！ _internal_private_function 现在是本地符号。您可以添加 -x 选项（或者运行 strip -x）将名称更改为随机无意义值（此处为 l001）。

$ ld -r -x -exported_symbols_list exported_symbols_osx.lds -o prelinked_filtered.o private.o public.o
$ objdump -t prelinked_filtered.o

prelinked_filtered.o:   file format Mach-O 64-bit x86-64

SYMBOL TABLE:
0000000000000000 l     F __TEXT,__text l001
0000000000000020 l     O __TEXT,__eh_frame EH_Frame1
0000000000000038 l     O __TEXT,__eh_frame func.eh
0000000000000060 l     O __TEXT,__eh_frame EH_Frame1
0000000000000078 l     O __TEXT,__eh_frame func.eh
0000000000000010 g     F __TEXT,__text _public_function

以下是 Apple 链接器对 -x 的描述：

不要将非全局符号放入输出文件的符号表中。非全局符号在调试和获取回溯中的符号名称时很有用，但在运行时不使用。如果 -x 与 -r 一起使用，则不会删除非全局符号名称，而是替换为唯一的虚拟名称，该名称在链接到最终链接图像时将自动删除。这允许死代码剥离（使用符号来分解代码和数据）正常工作，并提供删除源符号名称的安全性。

除了 -exported_symbols_list 之外，所有这些在 Linux 上都是相同的。在 Linux 上，我认为你必须将 --version-script 与这样的文件一起使用：

V0 {
  global:
    _public_function;
  local:
    *;
};

但我还没有测试过。此文件和 exported_symbols_list 文件都支持通配符。

Answer 3

XCode BuildSetting 可以做到这一点！
1. 将执行单对象预链接设置为YES
2. 将Exported Symbols File设置为path_for_symbols_file

也许你应该删除-static，-exported_symbols_list无法工作静态库，但可以对目标文件生效。