当我在 C 程序中链接静态库时，为什么会出现“未定义的符号”？

Question

我正在尝试创建一个静态库以允许我在我的 C 程序中使用 C++ API。首先，我尝试调用一个名为APIName::Api_init() 的API 函数；到目前为止，我已经创建了一个“包装器”库，其中包含以下内容：

c_api.h：

#ifdef __cplusplus
#define EXTERNC extern "C"
#else
#define EXTERNC
#endif
EXTERNC int apiname_api_init(char const * user_app_name);
EXTERNC void apiname_api_shutdown();

#undef EXTERNC

c_api.cpp：

#include "c_api.h"
#include "../include/apiname/api.h"   // Link to header files from API provider
int apiname_api_init(char const * user_app_name) {
        return to_return_code(APIName::Api_init(user_app_name));
}

void apiname_api_shutdown() {
        return APIName::api_shutdown();
}

然后我使用以下命令将其编译成一个名为 apiwrapper.o 的目标文件：

g++  -L../include/libs -lapinameapi  -shared -fPIC -c -D_LINUX_X86_64 -lpthread -lz -lm -lcrypto -lbz2 -I../include -DPROVIDE_LOG_UTILITIES -DTARGET_PLATFORM_LINUX  c_api.cpp -o lapiwrapper.o -lrt

其中apinameapi 是来自API 提供者的共享库。这工作正常。然后我使用以下方法生成库文件：

ar rc libapiwrapper.a apiwrapper.o 

再次，这很好。

现在我创建我的 C 文件 (mycode.c)，其中包含：

#include "mycode.h"
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <time.h>
#ifdef _WIN32
#include <Windows.h>
#else
#include <unistd.h>
#endif
int connectToApi() {

  // Init API
  rc = apiname_api_init("programname");

}

头文件mycode.h包含：

#include <stdbool.h>
#include <stdint.h>
#include "c_api.h"

（显然还有其他内容，但为简洁起见，我省略了）。

所以，我编译我的主程序使用：

gcc  -Linclude/libs -lapiwrapper  -shared -DKXVER=3 -fPIC -D_LINUX_X86_64 -lpthread -lz -lm -lcrypto -lbz2 -Iinclude -DPROVIDE_LOG_UTILITIES -DTARGET_PLATFORM_LINUX  src/mycode.c -o lib/mycode.so -lrt -Wno-discarded-qualifiers -Wno-incompatible-pointer-types

这也很好。然后，我运行程序（这个特定的文件被另一段代码加载），我得到了

undefined symbol: apiname_api_init

似乎没有在库文件中找到该函数。我哪里错了？这是我第一次构建库，所以它可能是相当基本的东西。

编辑：我认为问题可能来自最终编译（创建 mycode.so）正在生成一个共享对象文件，我需要它自己运行（不需要我生成的库文件也在场）。我必须从另一个程序运行最终对象，所以它需要是独立的。有没有一种方法可以将它链接到一起“捆绑”到一个最终的 so 文件中？

Answer 1

命令ar rc libapiwrapper.a apiwrapper.o 创建一个静态库。如果你链接到它，你还需要链接它的依赖项。 您需要的是创建一个共享库（.so 文件）。 您可能需要这样的东西（我已将编译和链接步骤拆分为单独的命令）：

g++ -lapinameapi -c -D_LINUX_X86_64 -I../include -DPROVIDE_LOG_UTILITIES -DTARGET_PLATFORM_LINUX c_api.cpp -o lapiwrapper.o
g++ -shared -fPIC -o libapiwrapper.so lapiwrapper.o -L../include/libs -lpthread -lz -lm -lcrypto -lbz2 -lrt

最后只需将可执行文件与这个共享库而不是静态库链接起来。

Answer 2

我尝试使用libssl 和libcrypto 重现该问题。所以就我而言，我需要生成一个api_wrapper，它使用libssl 和libcrypto 的功能，它应该是独立的。但不幸的是，正如您在 EDIT 中所要求的那样，两个或多个共享库不能捆绑在一起。请参考此链接Merge multiple .so shared libraries。如果你所谓的different, specialist language也能加载静态库，那么你可以如下进行。

我的api_wrappers

apiconnect.c

#include "apiconnect.h"
#include <openssl/ssl.h>

int api_connect()
{
        SSL_library_init();
        OpenSSL_add_all_algorithms();
        SSL_load_error_strings();

        return 0;
}

apiconnect.h

int api_connect();

• 我是如何产生libapi.a的

由于我的代码依赖于libssl 和libcrypto，我开始从/usr/lib/x86_64-linux-gnu/ 收集它们的静态版本。然后我使用ar x library提取了libssl.a和libcrypto.a的内容。我找到了700 目标文件。 apiconnect.c 被编译生成 apiconnect.o 并添加到提取的目标文件中。然后我将它们全部打包在一起生成libapi.a。下面显示了我的终端会话：

root@kali:/tmp/apiconnect# ls 
apiconnect.c  apiconnect.h  libapi
root@kali:/tmp/apiconnect# cd libapi/
root@kali:/tmp/apiconnect/libapi# cp /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libssl.a /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libcrypto.a .
root@kali:/tmp/apiconnect/libapi# ar x libssl.a 
root@kali:/tmp/apiconnect/libapi# ar x libcrypto.a 
root@kali:/tmp/apiconnect/libapi# ls | wc -l 
702
root@kali:/tmp/apiconnect/libapi# cd ..
root@kali:/tmp/apiconnect# gcc -c apiconnect.c 
root@kali:/tmp/apiconnect# ls 
apiconnect.c  apiconnect.h  apiconnect.o  libapi
root@kali:/tmp/apiconnect# cp apiconnect.o libapi/
root@kali:/tmp/apiconnect# cd libapi/
root@kali:/tmp/apiconnect/libapi# ls *.a
libcrypto.a  libssl.a
root@kali:/tmp/apiconnect/libapi# rm *.a
root@kali:/tmp/apiconnect/libapi# ar rc libapi.a *
root@kali:/tmp/apiconnect/libapi# ls libapi.a
libapi.a

• 测试

由于我不知道different, specialist language 并且我没有它，为了测试目的，我将libapi.a 和apiconnect.h 移动到另一个没有安装libssl 或libcrypto 的系统。我试图编译一个调用api_connect()的测试程序。

测试程序：

#include "apiconnect.h"

int main()
{
   api_connect();
   return 0;
}

编译：

jhansi@poseidon:/tmp/apitesting$ ls 
apiconnect.h  libapi.a  test.c
jhansi@poseidon:/tmp/apitesting$ cat test.c 
#include "apiconnect.h"

int main()
{
api_connect();
return 0;
}
jhansi@poseidon:/tmp/apitesting$ gcc -L./ test.c -lapi
.//libapi.a(threads_pthread.o): In function `CRYPTO_THREAD_lock_new':
(.text+0x46): undefined reference to `pthread_rwlock_init'
.//libapi.a(threads_pthread.o): In function `CRYPTO_THREAD_read_lock':
(.text+0x85): undefined reference to `pthread_rwlock_rdlock'
.//libapi.a(threads_pthread.o): In function `CRYPTO_THREAD_write_lock':
(.text+0xa5): undefined reference to `pthread_rwlock_wrlock'
.//libapi.a(threads_pthread.o): In function `CRYPTO_THREAD_unlock':
(.text+0xc5): undefined reference to `pthread_rwlock_unlock'
.//libapi.a(threads_pthread.o): In function `CRYPTO_THREAD_lock_free':
(.text+0xea): undefined reference to `pthread_rwlock_destroy'
.//libapi.a(threads_pthread.o): In function `CRYPTO_THREAD_run_once':
(.text+0x115): undefined reference to `pthread_once'
.//libapi.a(threads_pthread.o): In function `CRYPTO_THREAD_init_local':
(.text+0x135): undefined reference to `pthread_key_create'
.//libapi.a(threads_pthread.o): In function `CRYPTO_THREAD_set_local':
(.text+0x167): undefined reference to `pthread_setspecific'
.//libapi.a(threads_pthread.o): In function `CRYPTO_THREAD_cleanup_local':
(.text+0x187): undefined reference to `pthread_key_delete'
.//libapi.a(threads_pthread.o): In function `openssl_init_fork_handlers':
(.text+0x1e3): undefined reference to `pthread_once'
.//libapi.a(threads_pthread.o): In function `fork_once_func':
(.text+0x16): undefined reference to `pthread_atfork'
.//libapi.a(threads_pthread.o): In function `CRYPTO_THREAD_get_local':
(.text+0x153): undefined reference to `pthread_getspecific'
.//libapi.a(dso_dlfcn.o): In function `dlfcn_globallookup':
(.text+0x13): undefined reference to `dlopen'
(.text+0x26): undefined reference to `dlsym'
(.text+0x31): undefined reference to `dlclose'
.//libapi.a(dso_dlfcn.o): In function `dlfcn_bind_func':
(.text+0x1a7): undefined reference to `dlsym'
(.text+0x272): undefined reference to `dlerror'
.//libapi.a(dso_dlfcn.o): In function `dlfcn_load':
(.text+0x2e1): undefined reference to `dlopen'
(.text+0x359): undefined reference to `dlclose'
(.text+0x395): undefined reference to `dlerror'
.//libapi.a(dso_dlfcn.o): In function `dlfcn_pathbyaddr':
(.text+0x452): undefined reference to `dladdr'
(.text+0x4c7): undefined reference to `dlerror'
.//libapi.a(dso_dlfcn.o): In function `dlfcn_unload':
(.text+0x6a4): undefined reference to `dlclose'
collect2: error: ld returned 1 exit status

但是很遗憾，原来我们包含的目标文件是依赖于libpthread和libdl的，在编译包含之后，我成功编译运行程序，没有错误。

jhansi@poseidon:/tmp/apitesting$ ls 
apiconnect.h  libapi.a  test.c
jhansi@poseidon:/tmp/apitesting$ gcc -L./ test.c  -lapi -lpthread -ldl
jhansi@poseidon:/tmp/apitesting$ ls 
a.out  apiconnect.h  libapi.a  test.c
jhansi@poseidon:/tmp/apitesting$ ldd a.out 
        linux-vdso.so.1 (0x00007ffedd2d7000)
        libpthread.so.0 => /lib/x86_64-linux-gnu/libpthread.so.0 (0x00007fd3d0f30000)
        libdl.so.2 => /lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so.2 (0x00007fd3d0d2c000)
        libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007fd3d093b000)
        /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007fd3d1633000)
jhansi@poseidon:/tmp/apitesting$ ./a.out 
jhansi@poseidon:/tmp/apitesting$ 

从ldd a.out 的输出可以看出，我们的可执行文件不依赖于libssl 和libcrypto，当然它也不依赖于libapi.a，因为它是静态链接的。但它依赖于libpthread.so 和libdl.so，所以如果我是你，我会加载libpthread.so 和libdl.so 以及libapi.a

我知道，所写的内容是特定于 libssl 和 libcrypto 的，但我希望你能在你正在尝试的库中找到一些运气。干杯:)

Answer 3

您需要像处理标题一样对您的 CPP 文件进行外部“C”；否则方法名称将在对象中被破坏。

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

int apiname_api_init(char const * user_app_name) {
        return to_return_code(APIName::Api_init(user_app_name));
}

void apiname_api_shutdown() {
        return APIName::api_shutdown();
}

#ifdef __cplusplus
}
#endif