Ihre Verknüpfung belegt Bibliotheken vor den Objektdateien, die auf sie verweisen
- Sie versuchen, Ihr Programm zu kompilieren und mit der GCC-Toolchain zu verknüpfen.
- Ihre Verknüpfung gibt alle erforderlichen Bibliotheken und Bibliothekssuchpfade an
- Wenn es darauf
libfooankommt libbar, dann setzt Ihre Verknüpfung richtig libfoovor libbar.
- Ihre Verknüpfung nicht mit
undefined reference to etwas Fehlern.
- Aber alle undefiniert etwas s sind in den Header - Dateien deklariert haben Sie
#included und sind in der Tat in den Bibliotheken definiert , die Sie verknüpfen.
Beispiele sind in C. Sie könnten genauso gut C ++ sein
Ein minimales Beispiel für eine statische Bibliothek, die Sie selbst erstellt haben
my_lib.c
#include "my_lib.h"
#include <stdio.h>
void hw(void)
{
puts("Hello World");
}
my_lib.h
#ifndef MY_LIB_H
#define MT_LIB_H
extern void hw(void);
#endif
eg1.c
#include <my_lib.h>
int main()
{
hw();
return 0;
}
Sie erstellen Ihre statische Bibliothek:
$ gcc -c -o my_lib.o my_lib.c
$ ar rcs libmy_lib.a my_lib.o
Sie kompilieren Ihr Programm:
$ gcc -I. -c -o eg1.o eg1.c
Sie versuchen es zu verknüpfen libmy_lib.aund scheitern:
$ gcc -o eg1 -L. -lmy_lib eg1.o
eg1.o: In function `main':
eg1.c:(.text+0x5): undefined reference to `hw'
collect2: error: ld returned 1 exit status
Das gleiche Ergebnis, wenn Sie in einem Schritt kompilieren und verknüpfen, wie:
$ gcc -o eg1 -I. -L. -lmy_lib eg1.c
/tmp/ccQk1tvs.o: In function `main':
eg1.c:(.text+0x5): undefined reference to `hw'
collect2: error: ld returned 1 exit status
Ein minimales Beispiel für eine gemeinsam genutzte Systembibliothek ist die Komprimierungsbibliothek libz
eg2.c
#include <zlib.h>
#include <stdio.h>
int main()
{
printf("%s\n",zlibVersion());
return 0;
}
Kompilieren Sie Ihr Programm:
$ gcc -c -o eg2.o eg2.c
Versuchen Sie, Ihr Programm mit zu verknüpfen, libzund schlagen Sie fehl:
$ gcc -o eg2 -lz eg2.o
eg2.o: In function `main':
eg2.c:(.text+0x5): undefined reference to `zlibVersion'
collect2: error: ld returned 1 exit status
Gleiches gilt, wenn Sie auf einmal kompilieren und verknüpfen:
$ gcc -o eg2 -I. -lz eg2.c
/tmp/ccxCiGn7.o: In function `main':
eg2.c:(.text+0x5): undefined reference to `zlibVersion'
collect2: error: ld returned 1 exit status
Und eine Variation von Beispiel 2 mit pkg-config:
$ gcc -o eg2 $(pkg-config --libs zlib) eg2.o
eg2.o: In function `main':
eg2.c:(.text+0x5): undefined reference to `zlibVersion'
Was machst du falsch
In der Reihenfolge der Objektdateien und Bibliotheken, die Sie verknüpfen möchten, um Ihr Programm zu erstellen, platzieren Sie die Bibliotheken vor den Objektdateien, die auf sie verweisen. Sie müssen die Bibliotheken nach platzieren den Objektdateien platzieren, die auf sie verweisen.
Beispiel 1 richtig verknüpfen:
$ gcc -o eg1 eg1.o -L. -lmy_lib
Erfolg:
$ ./eg1
Hello World
Beispiel 2 richtig verknüpfen:
$ gcc -o eg2 eg2.o -lz
Erfolg:
$ ./eg2
1.2.8
Verknüpfen Sie die pkg-configVariante von Beispiel 2 richtig:
$ gcc -o eg2 eg2.o $(pkg-config --libs zlib)
$ ./eg2
1.2.8
Die Erklärung
Das Lesen ist ab hier optional .
Standardmäßig verbraucht ein von GCC in Ihrer Distribution generierter Verknüpfungsbefehl die Dateien in der Verknüpfung von links nach rechts in der Befehlszeilenreihenfolge. Wenn festgestellt wird, dass eine Datei auf etwas verweist
und keine Definition dafür enthält, wird in Dateien weiter rechts nach einer Definition gesucht. Wenn es schließlich eine Definition findet, wird die Referenz aufgelöst. Wenn Referenzen am Ende ungelöst bleiben, schlägt die Verknüpfung fehl: Der Linker sucht nicht rückwärts.
Zunächst Beispiel 1 mit statischer Bibliothekmy_lib.a
Eine statische Bibliothek ist ein indiziertes Archiv von Objektdateien. Wenn der Linker -lmy_libin der Verknüpfungssequenz feststellt , dass sich dies auf die statische Bibliothek bezieht ./libmy_lib.a, möchte er wissen, ob Ihr Programm eine der Objektdateien in benötigt libmy_lib.a.
Es gibt nur Objektdatei in libmy_lib.a, nämlich my_lib.o, und es gibt nur eine Sache der Definition in my_lib.o, nämlich die Funktion hw.
Der Linker entscheidet, dass Ihr Programm my_lib.ogenau dann benötigt, wenn er bereits weiß, dass Ihr Programm auf hweine oder mehrere der Objektdateien verweist , die es bereits zum Programm hinzugefügt hat, und dass keine der Objektdateien, die es bereits hinzugefügt hat, eine enthält Definition für hw.
Wenn dies zutrifft, extrahiert der Linker eine Kopie my_lib.oaus der Bibliothek und fügt sie Ihrem Programm hinzu. Dann enthält das Programm eine Definition für hw, so seine Verweise auf hwsind aufgelöst .
Wenn Sie versuchen, das Programm wie folgt zu verknüpfen:
$ gcc -o eg1 -L. -lmy_lib eg1.o
Der Linker hat eg1.o dem Programm nichts hinzugefügt , wenn er es sieht
-lmy_lib. Denn zu diesem Zeitpunkt hat es nicht gesehen eg1.o. Ihr Programm macht noch keine Verweise auf hw: es hat noch keine Referenzen machen überhaupt , denn alle Referenzen macht es in sind eg1.o.
Der Linker fügt sich also nicht my_lib.oin das Programm ein und hat keine weitere Verwendung für libmy_lib.a.
Als nächstes wird es gefunden eg1.ound als Programm hinzugefügt. Eine Objektdatei in der Verknüpfungssequenz wird immer zum Programm hinzugefügt. Das Programm verweist nun auf hwund enthält keine Definition von hw; In der Verknüpfungssequenz ist jedoch nichts mehr vorhanden, was die fehlende Definition liefern könnte. Der Verweis auf hwwird ungelöst und die Verknüpfung schlägt fehl.
Zweitens Beispiel 2 mit gemeinsam genutzter Bibliotheklibz
Eine gemeinsam genutzte Bibliothek ist kein Archiv von Objektdateien oder Ähnlichem. Es ist viel mehr wie ein Programm , das keine mainFunktion hat und stattdessen mehrere andere Symbole verfügbar macht, die es definiert, damit andere Programme sie zur Laufzeit verwenden können.
Viele Linux - Distributionen heute konfigurieren ihre GCC Toolchain , so dass seine Sprache Treiber ( gcc, g++, gfortranusw.) anweisen , das System - Linker ( ld) zu Link Shared Libraries auf einer as-needed Basis. Sie haben eine dieser Distributionen.
Dies bedeutet, dass der Linker, wenn er -lzin der Verknüpfungssequenz findet und herausfindet, dass sich dies auf die gemeinsam genutzte Bibliothek bezieht (z. B.) /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libz.so, wissen möchte, ob Referenzen, die er zu Ihrem Programm hinzugefügt hat und die noch nicht definiert sind, Definitionen haben exportiert vonlibz
Wenn das wahr ist, dann wird der Linker nicht kopieren Sie alle Stücke aus libzund fügen Sie sie in Ihrem Programm; Stattdessen wird nur der Code Ihres Programms behandelt, so dass: -
Zur Laufzeit libzlädt der Systemprogrammlader eine Kopie von in denselben Prozess wie Ihr Programm, wenn er eine Kopie Ihres Programms lädt, um es auszuführen.
Wenn Ihr Programm zur Laufzeit auf etwas verweist, das in definiert ist
libz, verwendet diese Referenz die Definition, die von der Kopie von libzim selben Prozess exportiert wurde .
Ihr Programm möchte sich nur auf eine Sache beziehen, von der eine Definition exportiert wurde libz, nämlich die Funktion zlibVersion, auf die nur einmal in verwiesen wird eg2.c. Wenn der Linker diesen Verweis zu Ihrem Programm hinzufügt und dann die von exportierte Definition findet libz, wird der Verweis aufgelöst
Aber wenn Sie versuchen, das Programm wie folgt zu verlinken:
gcc -o eg2 -lz eg2.o
Die Reihenfolge der Ereignisse ist genauso falsch wie in Beispiel 1. Zu dem Zeitpunkt, an dem der Linker feststellt -lz, gibt es keine Verweise auf irgendetwas im Programm: Sie sind alle in eg2.o, was noch nicht gesehen wurde. Der Linker entscheidet also, dass er keine Verwendung hat libz. Wenn es erreicht ist eg2.o, es dem Programm hinzufügt und dann einen undefinierten Verweis auf hat zlibVersion, ist die Verknüpfungssequenz beendet; Diese Referenz ist nicht aufgelöst und die Verknüpfung schlägt fehl.
Schließlich hat die pkg-configVariation von Beispiel 2 eine jetzt offensichtliche Erklärung. Nach der Schalenerweiterung:
gcc -o eg2 $(pkg-config --libs zlib) eg2.o
wird:
gcc -o eg2 -lz eg2.o
Das ist wieder nur Beispiel 2.
Ich kann das Problem in Beispiel 1 reproduzieren, aber nicht in Beispiel 2
Die Verknüpfung:
gcc -o eg2 -lz eg2.o
funktioniert gut für dich!
(Oder: Diese Verknüpfung hat beispielsweise bei Fedora 23 gut funktioniert, schlägt jedoch unter Ubuntu 16.04 fehl.)
Dies liegt daran, dass die Distribution, in der die Verknüpfung funktioniert, eine der Distributionen ist, die ihre GCC-Toolchain nicht so konfiguriert, dass gemeinsam genutzte Bibliotheken nach Bedarf verknüpft werden .
Früher war es für Unix-ähnliche Systeme normal, statische und gemeinsam genutzte Bibliotheken nach unterschiedlichen Regeln zu verknüpfen. Statische Bibliotheken in einer Verknüpfungssequenz wurden nach Bedarf in Beispiel 1 erläutert, gemeinsam genutzte Bibliotheken wurden jedoch unbedingt verknüpft.
Dieses Verhalten ist zur Geschäftszeit wirtschaftlich, da der Linker nicht darüber nachdenken muss, ob das Programm eine gemeinsam genutzte Bibliothek benötigt: Wenn es sich um eine gemeinsam genutzte Bibliothek handelt, verknüpfen Sie sie. Und die meisten Bibliotheken in den meisten Verknüpfungen sind gemeinsam genutzte Bibliotheken. Aber es gibt auch Nachteile:
Es ist zur Laufzeit unwirtschaftlich , da es dazu führen kann, dass gemeinsam genutzte Bibliotheken zusammen mit einem Programm geladen werden, auch wenn sie nicht benötigt werden.
Die unterschiedlichen Verknüpfungsregeln für statische und gemeinsam genutzte Bibliotheken können für unerfahrene Programmierer verwirrend sein, die möglicherweise nicht wissen, ob sich -lfooihre Verknüpfung zu /some/where/libfoo.aoder zu auflösen wird /some/where/libfoo.so, und den Unterschied zwischen gemeinsam genutzten und statischen Bibliotheken möglicherweise ohnehin nicht verstehen.
Dieser Kompromiss hat heute zu einer schismatischen Situation geführt. Einige Distributionen haben ihre GCC-Verknüpfungsregeln für gemeinsam genutzte Bibliotheken so geändert, dass das
Prinzip nach Bedarf für alle Bibliotheken gilt. Einige Distributionen haben sich an den alten Weg gehalten.
Warum bekomme ich dieses Problem immer noch, auch wenn ich gleichzeitig kompiliere und verlinke?
Wenn ich es nur tue:
$ gcc -o eg1 -I. -L. -lmy_lib eg1.c
Natürlich muss gcc eg1.czuerst kompilieren und dann die resultierende Objektdatei mit verknüpfen libmy_lib.a. Wie kann es also nicht wissen, dass beim Verknüpfen eine Objektdatei benötigt wird?
Da das Kompilieren und Verknüpfen mit einem einzelnen Befehl die Reihenfolge der Verknüpfungssequenz nicht ändert.
Wenn Sie den obigen Befehl gccausführen, stellen Sie fest, dass Sie Kompilierung + Verknüpfung wünschen. Hinter den Kulissen wird ein Kompilierungsbefehl generiert und ausgeführt. Anschließend wird ein Verknüpfungsbefehl generiert und ausgeführt, als hätten Sie die beiden Befehle ausgeführt:
$ gcc -I. -c -o eg1.o eg1.c
$ gcc -o eg1 -L. -lmy_lib eg1.o
So ist die Verknüpfung nicht nur , wie es funktioniert , wenn Sie tun , diese beiden Befehle ausführen. Der einzige Unterschied, den Sie bei dem Fehler feststellen, besteht darin, dass gcc im Fall compile + link eine temporäre Objektdatei generiert hat, da Sie nicht die Verwendung anweisen eg1.o. Wir sehen:
/tmp/ccQk1tvs.o: In function `main'
anstatt:
eg1.o: In function `main':
Siehe auch
Die Reihenfolge, in der voneinander abhängige verknüpfte Bibliotheken angegeben werden, ist falsch
Das Versetzen von voneinander abhängigen Bibliotheken in die falsche Reihenfolge ist nur eine Möglichkeit, Dateien abzurufen, für die Definitionen von Dingen erforderlich sind, die später in der Verknüpfung erscheinen als die Dateien, die die Definitionen bereitstellen . Das Platzieren von Bibliotheken vor den Objektdateien, die auf sie verweisen, ist eine weitere Möglichkeit, denselben Fehler zu machen.