如何强制归档程序 (ar) 生成与目标文件行为相同的归档文件？

Question

我使用一种相当复杂的方法来使用 "catalog" 方法进行对象分配。该代码生成一个目录对象（全局静态映射），该对象由指向派生对象的基指针填充。这都是亵渎神明的，但重点不是这里。程序执行时，目录由所有派生对象填充，我们可以分配在目录中注册的任何内容，而无需维护候选派生列表类。伟大的。但是，当派生的类之一是运行通过归档程序 (ar)，并且使用归档文件代替链接器的目标文件时，代码会失败。有人能告诉我为什么会这样吗？示例代码：

//Base.h
#include<unordered_map>
#include<string>
#include<map>
#include<iostream>
#include<memory>

class Base
{
public:
  Base( std::string name ):m_name(name){}
  virtual ~Base() {}
  std::string m_name;
};

class ObjectCatalogueEntryBase
{
public:
  typedef std::map< std::string, ObjectCatalogueEntryBase* > CatalogueType;

  ObjectCatalogueEntryBase(){}
  virtual std::unique_ptr<Base> Allocate( std::string const & ) = 0;
  virtual ~ObjectCatalogueEntryBase(){}

  static CatalogueType& GetCatalogue()
  {
    static CatalogueType catalogue;
    return catalogue;
  }

  static std::unique_ptr<Base> Factory( const std::string& objectTypeName, std::string const & name )
  {
    std::cout<<"Creating solver of type: "<<objectTypeName<<" name "<<name<<std::endl;
    ObjectCatalogueEntryBase* const  entry = GetCatalogue().at(objectTypeName);
    return entry->Allocate(name);
  }

};


template< typename TYPE >
class ObjectCatalogueEntry : public ObjectCatalogueEntryBase
{
public:
  ObjectCatalogueEntry():
    ObjectCatalogueEntryBase()
  {
    std::string name = TYPE::CatalogueName();
    (ObjectCatalogueEntryBase::GetCatalogue())[name] = this;
    std::cout<<"Registered Solver: "<<name<<std::endl;
  }

  ~ObjectCatalogueEntry() final{}

  virtual std::unique_ptr<Base> Allocate( std::string const & name) final
  {
    return std::unique_ptr<Base>(new TYPE(name));
  }
};

/// Compiler directive to simplify autoregistration
#define REGISTER_FACTORY( ClassName) namespace{ ObjectCatalogueEntry<ClassName> reg_; }

下一个文件：

// Derived.h
#include "Base.h"
class Derived : public Base
{
public:
  Derived( std::string name );
  ~Derived();
  static std::string CatalogueName() {return "Derived";}
};

下一个文件：

// Derived.cpp
#include "Derived.h"

Derived::Derived( std::string name):Base(name)
{}

Derived::~Derived()
{}

REGISTER_FACTORY(Derived)

下一个文件：

// main.cpp
#include "Derived.h"

int main()
{
  std::string newName("Foo");
  auto solver = ObjectCatalogueEntryBase::Factory(Derived::CatalogueName(),newName);
  return 0;
}

和生成文件：

CPP=g++-mp-6

test: main.o Derived.o
    ${CPP} -std=c++14 -o test    main.o Derived.o

testlib: main.o Derived.a
    ${CPP} -std=c++14 -o testlib main.o Derived.a

main.o: main.cpp Base.h Derived.h
    ${CPP} -std=c++14 -c main.cpp 

Derived.o: Derived.cpp Derived.h
    ${CPP} -std=c++14 -c Derived.cpp 

Derived.a:
    ar qcsv Derived.a  Derived.o

clean:
    rm *.o *.a test testlib

all: test testily

所以链接了两个可执行文件。第一个（测试）与目标文件链接并产生 "correct" 结果：

$ ./test
Registered Solver: Derived
Creating solver of type: Derived name Foo

第二个 (testlib) 与替换为 Derived.a 的 Derived.o 文件链接，该文件是使用 "ar" 创建的，仅使用 Derived.o。结果是：

./testlib 
Creating solver of type: Derived name Foo
terminate called after throwing an instance of 'std::out_of_range'
  what():  map::at
Abort trap: 6

很明显这里没有注册，地图是空的。 gcc6 和 apple clang7 的结果相同。我怀疑它与全局静态映射有关，但不了解 "ar" 足以知道它从目标文件中剥离了什么。所以有两个问题：

为什么归档版本失败？
如何生成从链接器角度看与目标文件相同的存档文件？

Answer 1

问题不在于存档器，而在于链接器。链接器获取每个目标文件，加上存档中需要的内容。您存档的成员不解析任何未解析的引用，因此不需要。

gnu 链接器理解 --whole-archive，这正是您在这里的意图。

如何强制归档程序 (ar) 生成与目标文件行为相同的归档文件？

How to force archiver (ar) to produce archive that behaves identically to object file?

c++

static

global-variables

unix-ar

static-linking