"undefined reference to" 多种可能出现的问题解决方法

Posted 2020-09-07 Lirh_china

最近在Linux下编程发现一个诡异的现象，就是在链接一个静态库的时候总是报错，类似下面这样的错误：

1. (.text+0x13): undefined reference to `func‘ 

    关于undefined reference这样的问题，大家其实经常会遇到，在此，我以详细地示例给出常见错误的各种原因以及解决方法，希望对初学者有所帮助。

1.  链接时缺失了相关目标文件（.o）

    测试代码如下：

 

    然后编译。

1. gcc -c test.c  
2. gcc –c main.c 

    得到两个 .o 文件，一个是 main.o，一个是 test.o ，然后我们链接 .o 得到可执行程序：

gcc -o main main.o 

    这时，你会发现，报错了：

1. main.o: In function `main‘:  
2. main.c:(.text+0x7): undefined reference to `test‘  
3. collect2: ld returned 1 exit status 

    这就是最典型的undefined reference错误，因为在链接时发现找不到某个函数的实现文件，本例中test.o文件中包含了test()函数的实现，所以如果按下面这种方式链接就没事了。

1. gcc -o main main.o test.o 

   【扩展】：其实上面为了让大家更加清楚底层原因，我把编译链接分开了，下面这样编译也会报undefined reference错，其实底层原因与上面是一样的。

1. gcc -o main main.c //缺少test()的实现文件 

需要改成如下形式才能成功，将test()函数的实现文件一起编译。

1. gcc -o main main.c test.c //ok,没问题了 

2.    链接时缺少相关的库文件（.a/.so）

    在此，只举个静态库的例子，假设源码如下。

    先把test.c编译成静态库(.a)文件

1. gcc -c test.c  
2. ar -rc test.a test.o 

    至此，我们得到了test.a文件。我们开始编译main.c

1. gcc -c main.c 

    这时，则生成了main.o文件，然后我们再通过如下命令进行链接希望得到可执行程序。

1. gcc -o main main.o 

    你会发现，编译器报错了：

1. /tmp/ccCPA13l.o: In function `main‘:  
2. main.c:(.text+0x7): undefined reference to `test‘  
3. collect2: ld returned 1 exit status 

    其根本原因也是找不到test()函数的实现文件，由于该test()函数的实现在test.a这个静态库中的，故在链接的时候需要在其后加入test.a这个库，链接命令修改为如下形式即可。

1. gcc -o main main.o ./test.a  //注：./ 是给出了test.a的路径 

     【扩展】：同样，为了把问题说清楚，上面我们把代码的编译链接分开了，如果希望一次性生成可执行程序，则可以对main.c和test.a执行如下命令。

1. gcc -o main main.c ./test.a  //同样，如果不加test.a也会报错 

3.    链接的库文件中又使用了另一个库文件

    这种问题比较隐蔽，也是我最近遇到的与网上大家讨论的不同的问题，举例说明如下，首先，还是看看测试代码。

    从上图可以看出，main.c调用了test.c的函数，test.c中又调用了fun.c的函数。
    首先，我们先对fun.c，test.c，main.c进行编译，生成 .o文件。

1. gcc -c func.c  
2. gcc -c test.c  
3. gcc -c main.c 

    然后，将test.c和func.c各自打包成为静态库文件。

1. ar –rc func.a func.o  
2. ar –rc test.a test.o 

    这时，我们准备将main.o链接为可执行程序，由于我们的main.c中包含了对test()的调用，因此，应该在链接时将test.a作为我们的库文件，链接命令如下。

1. gcc -o main main.o test.a 

    这时，编译器仍然会报错，如下：

1. test.a(test.o): In function `test‘:  
2. test.c:(.text+0x13): undefined reference to `func‘  
3. collect2: ld returned 1 exit status 

    就是说，链接的时候，发现我们的test.a调用了func()函数，找不到对应的实现。由此我们发现，原来我们还需要将test.a所引用到的库文件也加进来才能成功链接，因此命令如下。

1. gcc -o main main.o test.a func.a 

    ok，这样就可以成功得到最终的程序了。同样，如果我们的库或者程序中引用了第三方库（如pthread.a）则同样在链接的时候需要给出第三方库的路径和库文件，否则就会得到undefined reference的错误。

4 多个库文件链接顺序问题

    这种问题也非常的隐蔽，不仔细研究你可能会感到非常地莫名其妙。我们依然回到第3小节所讨论的问题中，在最后，如果我们把链接的库的顺序换一下，看看会发生什么结果？

1. gcc -o main main.o func.a test.a 

    我们会得到如下报错.

1. test.a(test.o): In function `test‘:  
2. test.c:(.text+0x13): undefined reference to `func‘  
3. collect2: ld returned 1 exit status 

    因此，我们需要注意，在链接命令中给出所依赖的库时，需要注意库之间的依赖顺序，依赖其他库的库一定要放到被依赖库的前面，这样才能真正避免undefined reference的错误，完成编译链接。

5. 在c++代码中链接C语言的库

    如果你的库文件由c代码生成的，则在c++代码中链接库中的函数时，也会碰到undefined reference的问题。下面举例说明。

    首先，编写c语言版库文件： 

    

    编译，打包为静态库：test.a

1. gcc -c test.c  
2. ar -rc test.a test.o 

    至此，我们得到了test.a文件。下面我们开始编写c++文件main.cpp

    

    然后编译main.cpp生成可执行程序：

1. g++ -o main main.cpp test.a 

    会发现报错：

1. /tmp/ccJjiCoS.o: In function `main‘: 
2. main.cpp:(.text+0x7): undefined reference to `test()‘ 
3. collect2: ld returned 1 exit status 

    原因就是main.cpp为c++代码，调用了c语言库的函数，因此链接的时候找不到，解决方法：即在main.cpp中，把与c语言库test.a相关的头文件包含添加一个extern "C"的声明即可。例如，修改后的main.cpp如下：

    

1. g++ -o main main.cpp test.a 

    再编译会发现，问题已经成功解决。

 

 

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Linux下编译程序时，经常会遇到“undefined reference to XXX” 报错，

这里总结一些可能的原因和解决方案，给需要的朋友：

 

说道undefined reference error，先提一下Linux gcc链接规则：

 

链接的时候查找顺序是:

 

1. -L 指定的路径, 从左到右依次查找
2. 由 环境变量 LIBRARY_PATH 指定的路径,使用":"分割从左到右依次查找
3. /etc/ld.so.conf 指定的路径顺序
4. /lib 和 /usr/lib (64位下是/lib64和/usr/lib64)

动态库调用的查找顺序:

 

1. ld的-rpath参数指定的路径, 这是写死在代码中的
2. ld脚本指定的路径
3. LD_LIBRARY_PATH 指定的路径
4. /etc/ld.so.conf 指定的路径
5. /lib和/usr/lib(64位下是/lib64和/usr/lib64)

一般情况链接的时候我们采用-L的方式指定查找路径, 调用动态链接库的时候采用LD_LIBRARY_PATH的方式指定链接路径.

另外注意一个问题,就是只要查找到第一个就会返回,后面的不会再查找. 比如-L./A -L./B -lx 在A中有libx.a B中有libx.a和libx.so, 这个时候会使用在./A的libx.a 而不会遵循动态库优先的原则,因为./A是先找到的,并且没有同名动态库存在

 

 

对于动态链接库，实际的符号定位是在运行期进行的．在编译.so的时候，如果没有把它需要的库和他一起进行联编，比如libx.so 需要使用uldict, 但是忘记在编译libx.so的时候加上-luldict的话，在编译libx.so的时候不会报错，因为这个时候libx.so被认为是一个库，它里面存在一些不知道具体实现的符号是合法的，是可以在运行期指定或者编译另外的二进制程序的时候指定．

如果是采用　g++ -Lpath -lx 的方式进行编译，链接器会发现所需要的uldict的符号表找不到从而报错，但是如果是程序采用dlopen的方式载入，由于是运行期，这个程序在这个地方就直接运行报错了．另外还有一种情况就是一个对外的接口在动态库中已经声明定义了，但是忘记实现了，这个时候也会产生类似的错误．

如果在运行期报出这样的错误，就要注意是否是由于某些库没有链接进来或者某些接口没有实现的原因产生

 

 

有了上述基础，不难看出，undefined reference error错误的原因是：

1. 没有指定对应的库（.o/.a/.so） 使用了库中定义的实体，但没有指定库（-lXXX）或者没有指定库路径（-LYYY），会导致该错误,
2. 连接库参数的顺序不对 在默认情况下,对于-l 使用库的要求是越是基础的库越要写在后面,无论是静态还动态
3. gcc/ld 版本不匹配 gcc/ld的版本的兼容性问题,由于gcc2 到 gcc3大版本的兼容性存在问题(其实gcc3.2到3.4也一定程度上存在这样的问题) 当在高版本机器上使用低版本的机器就会导致这样的错误, 这个问题比较常见在32位的环境上, 另外就在32位环境不小心使用了64位的库或者反过来64位环境使用了32位的库.
4. C/C++相互依赖和链接 gcc和g++编译结果的混用需要保证能够extern "C" 两边都可以使用的接口,在我们的64位环境中gcc链接g++的库还需要加上 -lstdc++,具体见前文对于混合编译的说明
5. 运行期报错 这个问题基本上是由于程序使用了dlopen方式载入.so, 但.so没有把所有需要的库都链接上,具体参加上文中对于静态库和动态库混合使用的说明