提问人:Landon 提问时间:9/5/2008 最后编辑:Konrad RudolphLandon 更新时间:11/10/2022 访问量:248713
为什么链接库的顺序有时会导致 GCC 中的错误?
Why does the order in which libraries are linked sometimes cause errors in GCC?
答:
我见过很多次,我们的一些模块链接了超过 100 个代码库以及系统和第三方库。
根据不同的链接器,HP/Intel/GCC/SUN/SGI/IBM/等,您可以获得未解析的函数/变量等,在某些平台上,您必须列出两次库。
在大多数情况下,我们使用库、核心、平台、不同抽象层的结构化层次结构,但对于某些系统,您仍然必须按照 link 命令中的顺序进行操作。
一旦你找到了解决方案,就把它记录下来,这样下一个开发人员就不必再次解决它了。
我的老讲师曾经说过,“高内聚和低耦合”,今天仍然如此。
GNU ld 链接器是所谓的智能链接器。它将跟踪前面的静态库使用的函数,从其查找表中永久删除那些未使用的函数。结果是,如果过早链接静态库,则该库中的函数在链接行的后面不再可用于静态库。
典型的 UNIX 链接器从左到右工作,因此将所有依赖库放在左侧,将满足这些依赖项的库放在链接行的右侧。您可能会发现某些库依赖于其他库,而其他库则依赖于它们。这就是它变得复杂的地方。当涉及到循环引用时,请修复您的代码!
评论
(请参阅此答案的历史以获得更详细的文本,但我现在认为读者更容易看到真正的命令行)。
以下所有命令共享的通用文件
// a depends on b, b depends on d
$ cat a.cpp
extern int a;
int main() {
return a;
}
$ cat b.cpp
extern int b;
int a = b;
$ cat d.cpp
int b;
链接到静态库
$ g++ -c b.cpp -o b.o
$ ar cr libb.a b.o
$ g++ -c d.cpp -o d.o
$ ar cr libd.a d.o
$ g++ -L. -ld -lb a.cpp # wrong order
$ g++ -L. -lb -ld a.cpp # wrong order
$ g++ a.cpp -L. -ld -lb # wrong order
$ g++ a.cpp -L. -lb -ld # right order
链接器从左到右搜索,并随时记录未解析的符号。如果库解析符号,则它采用该库的目标文件来解析符号(在本例中为 b.o out of libb.a)。
静态库之间的依赖关系是相同的 - 首先需要符号的库,然后是解析符号的库。
如果一个静态库依赖于另一个库,但另一个库又依赖于前一个库,则存在一个循环。您可以通过用 和 括起来循环依赖库来解决此问题,例如(您可能需要转义括号,例如 和)。然后,链接器会多次搜索这些包含的库,以确保循环依赖项得到解决。或者,您可以多次指定库,以便每个库都位于彼此之前:。-(
-)
-( -la -lb -)
-\(
-\)
-la -lb -la
链接到动态库
$ export LD_LIBRARY_PATH=. # not needed if libs go to /usr/lib etc
$ g++ -fpic -shared d.cpp -o libd.so
$ g++ -fpic -shared b.cpp -L. -ld -o libb.so # specifies its dependency!
$ g++ -L. -lb a.cpp # wrong order (works on some distributions)
$ g++ -Wl,--as-needed -L. -lb a.cpp # wrong order
$ g++ -Wl,--as-needed a.cpp -L. -lb # right order
这里是一样的 - 库必须遵循程序的目标文件。与静态库相比,这里的区别在于,您不需要关心库之间的依赖关系,因为动态库会自行整理它们的依赖关系。
最近的一些发行版显然默认使用链接器标志,该标志强制程序的目标文件位于动态库之前。如果传递了该标志,则链接器将不会链接到可执行文件实际不需要的库(并且它会从左到右检测到这一点)。我最近的 archlinux 发行版默认不使用此标志,因此它没有因未遵循正确的顺序而出现错误。--as-needed
在创建前者时省略 against 的依赖关系是不正确的。届时,您将需要在链接时指定库,但实际上并不需要整数本身,因此不应关心自己的依赖项。b.so
d.so
a
a
b
b
下面是一个示例,说明如果您错过了指定依赖项libb.so
$ export LD_LIBRARY_PATH=. # not needed if libs go to /usr/lib etc
$ g++ -fpic -shared d.cpp -o libd.so
$ g++ -fpic -shared b.cpp -o libb.so # wrong (but links)
$ g++ -L. -lb a.cpp # wrong, as above
$ g++ -Wl,--as-needed -L. -lb a.cpp # wrong, as above
$ g++ a.cpp -L. -lb # wrong, missing libd.so
$ g++ a.cpp -L. -ld -lb # wrong order (works on some distributions)
$ g++ -Wl,--as-needed a.cpp -L. -ld -lb # wrong order (like static libs)
$ g++ -Wl,--as-needed a.cpp -L. -lb -ld # "right"
如果你现在研究二进制文件有什么依赖关系,你会注意到二进制文件本身也依赖于 ,而不仅仅是它应该依赖的。如果以后依赖于另一个库,则需要重新链接二进制文件,如果这样做。如果其他人在运行时加载 use(考虑动态加载插件),调用也会失败。所以真的也应该是一个。libd
libb
libb
libb
dlopen
"right"
wrong
评论
lorder
tsort
--start-group
--end-group
-Wl,<option>
-Wl,--start-group <archives> -Wl,--end-group
链接顺序当然很重要,至少在某些平台上是这样。我见过以错误的顺序与库链接的应用程序崩溃(错误意味着 A 在 B 之前链接,但 B 依赖于 A)。
下面是一个示例,可以清楚地说明在涉及静态库时 GCC 的工作方式。因此,让我们假设我们有以下场景:
myprog.o
- 包含功能,取决于main()
libmysqlclient
libmysqlclient
- 静态的,为了示例(当然,您更喜欢共享库,因为它很大);在;并依赖于来自libmysqlclient
/usr/local/lib
libz
libz
(动态)
我们如何将其联系起来?(注意:使用 gcc 4.3.4 在 Cygwin 上编译的示例)
gcc -L/usr/local/lib -lmysqlclient myprog.o
# undefined reference to `_mysql_init'
# myprog depends on libmysqlclient
# so myprog has to come earlier on the command line
gcc myprog.o -L/usr/local/lib -lmysqlclient
# undefined reference to `_uncompress'
# we have to link with libz, too
gcc myprog.o -lz -L/usr/local/lib -lmysqlclient
# undefined reference to `_uncompress'
# libz is needed by libmysqlclient
# so it has to appear *after* it on the command line
gcc myprog.o -L/usr/local/lib -lmysqlclient -lz
# this works
您可以使用 -Xlinker 选项。
g++ -o foobar -Xlinker -start-group -Xlinker libA.a -Xlinker libB.a -Xlinker libC.a -Xlinker -end-group
几乎等于
g++ -o foobar -Xlinker -start-group -Xlinker libC.a -Xlinker libB.a -Xlinker libA.a -Xlinker -end-group
小心!
- 组内的顺序很重要! 下面是一个示例:调试库有一个调试例程,但非调试 库有一个相同的弱版本。您必须将调试库 FIRST,否则将解析为非调试版本。
- 您需要在组列表中的每个库前面加上 -Xlinker
一个让我绊倒的快速提示:如果您将链接器调用为“gcc”或“g++”,那么使用“--start-group”和“--end-group”不会将这些选项传递给链接器——也不会标记错误。如果您的库顺序错误,它只会使未定义符号的链接失败。
您需要将它们写成“-Wl,--start-group”等,以告诉 GCC 将参数传递给链接器。
另一种替代方法是指定库列表两次:
gcc prog.o libA.a libB.a libA.a libB.a -o prog.x
这样做,您不必为正确的顺序而烦恼,因为引用将在第二个块中解析。
如果添加到链接器标志中,则它不关心它们处于哪个顺序,也不关心是否存在循环依赖项。-Wl,--start-group
在Qt上,这意味着添加:
QMAKE_LFLAGS += -Wl,--start-group
节省了大量的时间,而且它似乎并没有减慢链接的速度(无论如何,这比编译花费的时间要少得多)。
评论
/usr/bin/ld: missing --end-group; added as last command line option
--end-group
将文件放在哪里供链接器解析很重要。
一般规则是将文件放在被引用的位置,在文件被定义之前。symbol
symbol
要了解错误的原因,您必须了解链接器的工作原理:
传递给链接器的所有文件从左到右处理
链接器将未定义的符号从文件收集到未定义的池中 符号
如果存档中的对象无法解析池中的任何符号 未定义的符号,然后它就掉了
在案例中:
gcc -o libfunc2.so -shared -fPIC -lfunc1 func2.o
我们将定义符号的存档库放在引用它的目标文件之前。因此,libfunc1.a
不会解析任何符号并被丢弃。show1()
func2.o
在命令中编写此选项的位置会有所不同;链接器按指定的顺序搜索和处理库和对象文件。
因此foo.o -lz bar.o
在文件之后但在 之前搜索库。如果引用库中的函数,则可能无法加载这些函数。z
foo.o
bar.o
bar.o
z
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gcc