Warum funktioniert __attribute__((constructor)) nicht in einer statischen Bibliothek?

Im folgenden Beispiel soll das Programm drucken "foo called\n":

// foo.c
#include <stdio.h>

__attribute__((constructor)) void foo()
{
    printf("foo called\n");
}

// main.c
int main()
{
    return 0;
}

Wenn das Programm so kompiliert ist, funktioniert es:

gcc -o test main.c foo.c

Wenn jedoch foo.c in eine statische Bibliothek kompiliert wird, gibt das Programm nichts aus.

gcc -c main.c
gcc -c foo.c
as rcs foo.a foo.o
gcc -o test foo.a main.o

Warum passiert das?

Der Linker fügt den Code in foo.a nicht in das endgültige Programm ein, da nichts in main.o darauf verweist. Wenn main.c wie folgt umgeschrieben wird, wird das Programm funktionieren:

//main.c

void foo();

int main()
{
    void (*f)() = foo;
    return 0;
}

Auch beim Kompilieren mit einer statischen Bibliothek ist die Reihenfolge der Argumente für gcc (oder den Linker) von Bedeutung: Die Bibliothek muss nach den Objekten kommen, die sie referenzieren.

gcc -o test main.o foo.a

Wie bereits erwähnt, gelangen nicht referenzierte Symbole aus dem Archiv nicht in die Ausgabebinärdatei, da der Linker sie standardmäßig verwirft.

Um dieses Verhalten beim Linken mit einer statischen Bibliothek zu überschreiben, --whole-archive/--no-whole-archive Optionen für den Linker können wie folgt verwendet werden:

gcc -c main.c
gcc -c foo.c
ar rcs foo.a foo.o
gcc -o test -Wl,--whole-archive foo.a -Wl,--no-whole-archive main.o

Dies kann zu einer aufgeblähten Binärdatei führen, da alle Symbole aus foo.a wird vom Linker in die Ausgabe aufgenommen, aber manchmal ist es gerechtfertigt.