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:


(.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。


gcc -c test.c  
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:


main.o: In function `main':  main.c:(.text+0x7): undefined reference to `test'  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。


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。


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。


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


gcc -c test.c  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


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。


gcc -o main main.o

    

你会发现,编译器报错了:


/tmp/ccCPA13l.o: In function `main':  main.c:(.text+0x7): undefined reference to `test'  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。


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。


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。


gcc -c func.c  gcc -c test.c  gcc -c main.c

    

然后,将test.c和func.c各自打包成为静态库文件。


ar -rc func.a func.o  
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。


gcc -o main main.o test.a

    

这时,编译器仍然会报错,如下:


test.a(test.o): In function `test':  test.c:(.text+0x13): undefined reference to `func'  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。


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?


gcc -o main main.o func.a test.a

    

我们会得到如下报错.


test.a(test.o): In function `test':  test.c:(.text+0x13): undefined reference to `func'  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


gcc -c test.c  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:


g++ -o main main.cpp test.a

    

会发现报错:


/tmp/ccJjiCoS.o: In function `main': main.cpp:(.text+0x7): undefined reference to `test()' 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:


    


g++ -o main main.cpp test.a

    

再编译会发现,问题已经成功解决。


6. 总 结

    

当然,上面几种是我目前发现的比较常见的undefined reference错误的原因和解决方法,可能也有其他各种原因,欢迎大家来信lujun.hust@gmail.com或者关注我的新浪微博 @卢_俊 获取最新的文章和资讯。