6. 정적 라이브러리의 링킹

정적 라이브러리는 비슷한 형을 지닌 오브젝트 파일들의 집합이다. 이러한 라이브러리들은 디스크에 아카이브(archive) 형식으로 저장된다. 아카이브는 라이브러리를 구성하고 있는 것들을 좀 더 빠르게 검색하기 위해 디렉토리 정보를 또한 가지고 있다. 각각의 ELF 아카이브는 !<arch>\n (\n은 뉴라인을 뜻한다)의 8자로 구성된 magic 문자열로 시작한다.

정적 라이브러리들은 링커에게 인자 (arguments)로써 전달된다. 그러면 링커는 프로그램에서 참조되는 오브젝트 모듈들만을 복사한다. 유닉스 시스템에서 libc.a는 모든 C 라이브러리 함수들 (printf나 fopen등과 같은)을 담고 있다.

gcc foo.o bar.o /usr/lib/libc.a /usr/lib/libm.a

libm.a는 유닉스 시스템에서 sqrt, sin, cos과 같은 수학관련 함수들을 담고 있는 라이브러리이다.

정적 라이브러리를 이용할 때, 심볼 해석과정이 어떻게 이루어지나 보면, 링커는 커맨드 라인에서 입력으로 받은 재배치 가능한 오브젝트 파일들과 아카이브들을 왼쪽에서 오른쪽으로 스캔한다. 이러한 스캔 과정중에, 링커는 세가지의 집합을 유지한다. 먼저, 재배치 가능한 오브젝트 파일들이 실행 가능한 파일의 상태로 들어간 집합 O; 아직 해석되지 않은 심볼들을 담고 있는 집합 U, 이전의 입력 파일에서 정의된 심볼을 담고 있는 집합 D가 그것이다. 이러한 집합들은 초기에 비워진 상태이다.

• 커맨드 라인의 각각의 입력 파일에 대해, 링커는 그것이 오브젝트 파일인지 아카이브인지를 먼저 결정한다. 만약 입력이 재배치 가능한 오브젝트 파일이면, 링커는 그것을 집합 O에 추가하고, 집합 U와 D를 업데이트한 후, 다음 입력 파일로 넘어간다.

• 만약 입력 파일이 아카이브라면, 링커는 현재의 집합 U에 들어있는 아직 해석이 안된 심볼들을 해석하기 위해 아카이브를 구성하고 있는 멤버 모듈들을 스캔하여 풀어나간다. 만약 아카이브를 구성하고 있는 멤버 모듈 자체에도 해석이 안된 심볼들이 있으면, 그 멤버는 집합 O에 추가되고 집합 U와 D도 업데이트 된다. 이러한 과정은 아카이브를 구성하고 있는 모든 오브젝트 파일 모듈들에 대해 행해진다.

• 만약 커맨드 라인에 주어진 모든 입력 파일들에 위의 두 스텝을 행하였는데도, 집합 U가 아직 비어 있지않다면, 링커는 에러 메세지를 내고 종료한다. 집합 U가 비어 있다면, 링커는 집합 O에 들어있는 모든 오브젝트 파일들을 병합하고 재배치시켜 실행가능한 출력 파일을 만들어 낸다.

위의 일련의 순서때문에 커맨드 라인에서 정적 라이브러리가 끝에 온다. 또한 라이브러리들 사이에 발생할 수 있는 순환적인 의존성도 주의깊게 살펴야한다. 입력으로 주어지는 라이브러리들은 순서대로 주어져서 아카이브의 멤버들이 참조할 수 있도록 해야하며, 정의된 하나의 심볼은 뒤따르는 커맨드 라인의 입력에 의해 참조되어야 한다. 만약 해석이 안된 심볼이 있고, 그 심볼이 여러 정적 라이브러리들내에서 정의되어 있으면, 커맨드 라인에서 처음에 주어진 라이브러리에 정의된 것을 받아들인다.