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关于链接器：为什么链接库的顺序有时会导致GCC错误？

2023-04-14 06:53:00

Why does the order in which libraries are linked sometimes cause errors in GCC?

为什么库链接的顺序有时会导致GCC错误？

_{(请参阅此答案的历史记录以获取更详细的文本，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公共文件

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$ 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

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$ 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

链接器从左向右搜索，并记录未解析的符号。如果库解析符号，它将获取该库的目标文件来解析符号(在这种情况下，bb超出了libb.a)。

静态库相互依赖的工作方式相同 - 需要符号的库必须是第一个，然后是解析符号的库。

如果静态库依赖于另一个库，但另一个库再次依赖于前一个库，则存在一个循环。您可以通过用-(和-)括起循环相关库来解决此问题，例如-( -la -lb -)(您可能需要转义parens，例如-$和-$)。然后，链接器会多次搜索这些封闭的lib，以确保解析循环依赖关系。或者，您可以多次指定库，因此每个库都在彼此之前：-la -lb -la。

链接到动态库

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$ 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

它在这里是一样的 - 库必须遵循程序的目标文件。与静态库相比，这里的区别在于您无需关心库之间的依赖关系，因为动态库本身会对其依赖关系进行排序。

最近的一些发行版显然默认使用--as-needed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(并且它从左到右检测到它)。我最近的archlinux发行版默认不使用此标志，因此不会因为没有遵循正确的顺序而给出错误。

在创建前者时，省略b.so与d.so的依赖关系是不正确的。在链接a时，您将需要指定库，但a本身并不需要整数b，因此不应该关心b自己的依赖项。

如果您错过了指定libb.so的依赖关系，这是一个含义的示例

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$ 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"

如果您现在查看二进制文件的依赖关系，您会注意到二进制文件本身也依赖于libd，而不仅仅是libb。如果libb以后依赖于另一个库，如果你这样做，则需要重新链接二进制文件。如果其他人在运行时使用dlopen加载libb(考虑动态加载插件)，则调用也会失败。所以"right"也应该是wrong。

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，永久地抛弃那些未在其查找表中使用的函数。结果是，如果过早链接静态库，那么稍后链接行上的静态库将不再提供该库中的函数。

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，将满足这些依赖性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，而同时其他库依赖于它们。这是它变得复杂的地方。谈到循环引用，修复代码！

这是一个示例，用于说明在涉及静态库时GCC的工作原理。所以我们假设我们有以下场景：

myprog.o - 包含main()函数，取决于libmysqlclient
libmysqlclient - 静态，为了示例(当然，您更喜欢共享库，因为libmysqlclient很大);在/usr/local/lib;并依赖于来自libz的东西
libz(动态)

我们如何链接这个？ (注意：使用gcc 4.3.4编译Cygwin的示例)

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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

如果将-Wl,--start-group添加到链接器标志，则不关心它们所处的顺序或是否存在循环依赖关系。

在Qt上这意味着添加：