gcc 和 ld 拒绝静态链接库答案

【问题标题】：gcc and ld is refusing to link library staticallygcc 和 ld 拒绝静态链接库
【发布时间】：2020-02-27 15:27:55
【问题描述】：

只是为了好玩（以及为了学习一般的编译），我给自己构建了一个 xorg-server 的任务，其中所有库都静态链接，除了 glibc。出于某种原因，gcc 只是忽略了我的一些静态库。

当我运行这样的事情时（最后两行是相关的）：

gcc -DHAVE_DIX_CONFIG_H -Wall -Wpointer-arith -Wmissing-declarations -Wformat=2 -Wstrict-prototypes -Wmissing-prototypes -Wnested-externs -Wbad-function-cast \
-Wold-style-definition -Wdeclaration-after-statement -Wunused -Wuninitialized -Wshadow -Wmissing-noreturn -Wmissing-format-attribute -Wredundant-decls \
-Wlogical-op -Werror=implicit -Werror=nonnull -Werror=init-self -Werror=main -Werror=missing-braces -Werror=sequence-point -Werror=return-type -Werror=trigraphs \
-Werror=array-bounds -Werror=write-strings -Werror=address -Werror=int-to-pointer-cast -Werror=pointer-to-int-cast -fno-strict-aliasing -fno-strict-aliasing \
-D_DEFAULT_SOURCE -D_BSD_SOURCE -DHAS_FCHOWN -DHAS_STICKY_DIR_BIT -I/usr/include/libdrm -I/usr/include/pixman-1 -I/usr/include/freetype2 -I/usr/include/libpng16 \
-I/usr/include/X11/dri -I../../include -I../../include -I../../Xext -I../../composite -I../../damageext -I../../xfixes -I../../Xi -I../../mi -I../../miext/sync \
-I../../miext/shadow -I../../miext/damage -I../../render -I../../randr -I../../fb -I../../dbe -I../../present -fvisibility=hidden -DHAVE_XORG_CONFIG_H \
-fvisibility=hidden -I/usr/include/libdrm -g -O2 -pthread -o Xorg sdksyms.o \
   /lib/arm-linux-gnueabihf/libz.a ../../dix/.libs/libmain.a ../../dix/.libs/libdix.a loader/.libs/libloader.a common/.libs/libcommon.a  os-support/.libs/libxorgos.a \
parser/.libs/libxf86config.a dixmods/.libs/libdixmods.a modes/.libs/libxf86modes.a ramdac/.libs/libramdac.a ddc/.libs/libddc.a i2c/.libs/libi2c.a \
../../composite/.libs/libcomposite.a ../../xfixes/.libs/libxfixes.a ../../Xext/.libs/libXext.a ../../dbe/.libs/libdbe.a ../../record/.libs/librecord.a \
../../randr/.libs/librandr.a ../../render/.libs/librender.a ../../damageext/.libs/libdamageext.a ../../present/.libs/libpresent.a \
../../miext/damage/.libs/libdamage.a ../../Xi/.libs/libXi.a ../../xkb/.libs/libxkb.a xkb/.libs/libxorgxkb.a dri/.libs/libdri.a dri2/.libs/libdri2.a \
../../dri3/.libs/libdri3.a ../../glx/.libs/libglxvnd.a ../../miext/sync/.libs/libsync.a ../../mi/.libs/libmi.a ../../os/.libs/libos.a -lcrypto \
../../Xext/.libs/libXvidmode.a \
-Wl,-Bstatic -lpciaccess -ldrm -lpixman-1 -lXau -lxshmfence -lm -lbz2 -lfontenc -ludev \
-Wl,-Bdynamic -lXdmcp -lXfont2 -lrt -ldl -lpthread

它会生成一个包含以下链接的二进制文件：

(sid)root@localhost:/opt/xorg-server-1.20.5/hw/xfree86# ldd Xorg
        libcrypto.so.1.1 => /lib/arm-linux-gnueabihf/libcrypto.so.1.1 (0xf6a8b000)
        libXdmcp.so.6 => /lib/arm-linux-gnueabihf/libXdmcp.so.6 (0xf6a77000)
        libXfont2.so.2 => /lib/arm-linux-gnueabihf/libXfont2.so.2 (0xf6a4b000)
        librt.so.1 => /lib/arm-linux-gnueabihf/librt.so.1 (0xf6a35000)
        libdl.so.2 => /lib/arm-linux-gnueabihf/libdl.so.2 (0xf6a22000)
        libpthread.so.0 => /lib/arm-linux-gnueabihf/libpthread.so.0 (0xf69fd000)
        libc.so.6 => /lib/arm-linux-gnueabihf/libc.so.6 (0xf6902000)
        /lib/ld-linux-armhf.so.3 (0xf6ec7000)
        libbsd.so.0 => /lib/arm-linux-gnueabihf/libbsd.so.0 (0xf68df000)
        libz.so.1 => /lib/arm-linux-gnueabihf/libz.so.1 (0xf68bc000)
        libbz2.so.1.0 => /lib/arm-linux-gnueabihf/libbz2.so.1.0 (0xf68a0000)
        libm.so.6 => /lib/arm-linux-gnueabihf/libm.so.6 (0xf6837000)
        libfontenc.so.1 => /lib/arm-linux-gnueabihf/libfontenc.so.1 (0xf6822000)
        libfreetype.so.6 => /lib/arm-linux-gnueabihf/libfreetype.so.6 (0xf67a2000)
        libpng16.so.16 => /lib/arm-linux-gnueabihf/libpng16.so.16 (0xf6770000)

从输出中可以看出，“libz”是动态链接的。所以我想我会尝试强制 gcc/ld 使用静态 libz。但没有任何效果。我尝试将“-lz”添加到 -Bstatic 列表中，也尝试使用“-l:libz.a”以及文件“/lib/arm-linux-gnueabihf/libz.一种”。没有任何效果，最终的二进制文件仍然链接到动态 .so 库。 gcc 没有给我任何错误，它似乎只是忽略了我静态链接某些库的请求。

我做错了什么？

另外，当我将两个库“-lXdmcp -lXfont2”从动态列表移动到静态列表时，gcc 失败并出现一些错误，看起来这些库引用了未包含的内容？我将如何调试这样的链接问题？

/usr/bin/ld: /usr/lib/gcc/arm-linux-gnueabihf/9/../../../arm-linux-gnueabihf/libXdmcp.a(Key.o): in function `XdmcpGenerateKey':
(.text+0x2): undefined reference to `arc4random_buf'
/usr/bin/ld: /usr/lib/gcc/arm-linux-gnueabihf/9/../../../arm-linux-gnueabihf/libXfont2.a(ftfuncs.o): in function `sfnt_get_ushort':
(.text+0x1a): undefined reference to `FT_Load_Sfnt_Table'
/usr/bin/ld: /usr/lib/gcc/arm-linux-gnueabihf/9/../../../arm-linux-gnueabihf/libXfont2.a(ftfuncs.o): in function `FreeTypeFreeFace.part.3':
(.text+0x412): undefined reference to `FT_Done_Face'
/usr/bin/ld: /usr/lib/gcc/arm-linux-gnueabihf/9/../../../arm-linux-gnueabihf/libXfont2.a(ftfuncs.o): in function `FreeTypeFreeFont':
(.text+0x4aa): undefined reference to `FT_Done_Size'
/usr/bin/ld: /usr/lib/gcc/arm-linux-gnueabihf/9/../../../arm-linux-gnueabihf/libXfont2.a(ftfuncs.o): in function `FreeTypeActivateInstance':
(.text+0x686): undefined reference to `FT_Activate_Size'
/usr/bin/ld: (.text+0x6b4): undefined reference to `FT_Set_Transform'
/usr/bin/ld: /usr/lib/gcc/arm-linux-gnueabihf/9/../../../arm-linux-gnueabihf/libXfont2.a(ftfuncs.o): in function `FreeTypeLoadFont':
(.text+0x8f8): undefined reference to `FT_Get_Sfnt_Table'
/usr/bin/ld: (.text+0xb6e): undefined reference to `FT_Get_PS_Font_Info'
/usr/bin/ld: (.text+0xc7c): undefined reference to `FT_New_Size'
/usr/bin/ld: (.text+0xcb8): undefined reference to `FT_Set_Char_Size'
/usr/bin/ld: (.text+0xcc6): undefined reference to `FT_Done_Size'
/usr/bin/ld: (.text+0xe70): undefined reference to `FT_Set_Pixel_Sizes'
/usr/bin/ld: /usr/lib/gcc/arm-linux-gnueabihf/9/../../../arm-linux-gnueabihf/libXfont2.a(ftfuncs.o): in function `FT_Do_SBit_Metrics.isra.6':
(.text+0xf9c): undefined reference to `FT_Set_Pixel_Sizes'
/usr/bin/ld: (.text+0xfaa): undefined reference to `FT_Load_Glyph'
/usr/bin/ld: /usr/lib/gcc/arm-linux-gnueabihf/9/../../../arm-linux-gnueabihf/libXfont2.a(ftfuncs.o): in function `ft_get_very_lazy_bbox':
(.text+0x10a4): undefined reference to `FT_Load_Sfnt_Table'
/usr/bin/ld: (.text+0x10d8): undefined reference to `FT_MulFix'
/usr/bin/ld: (.text+0x10e8): undefined reference to `FT_MulFix'
/usr/bin/ld: (.text+0x10f2): undefined reference to `FT_MulFix'
/usr/bin/ld: (.text+0x10fc): undefined reference to `FT_MulFix'
/usr/bin/ld: (.text+0x116a): undefined reference to `FT_Vector_Transform'
/usr/bin/ld: (.text+0x1172): undefined reference to `FT_Vector_Transform'
/usr/bin/ld: (.text+0x117a): undefined reference to `FT_Vector_Transform'
/usr/bin/ld: (.text+0x1182): undefined reference to `FT_Vector_Transform'
/usr/bin/ld: /usr/lib/gcc/arm-linux-gnueabihf/9/../../../arm-linux-gnueabihf/libXfont2.a(ftfuncs.o): in function `FreeTypeRasteriseGlyph':
(.text+0x1530): undefined reference to `FT_Outline_Get_BBox'
/usr/bin/ld: (.text+0x1704): undefined reference to `FT_Outline_Get_BBox'
/usr/bin/ld: (.text+0x17d0): undefined reference to `FT_Load_Glyph'
/usr/bin/ld: (.text+0x1810): undefined reference to `FT_Outline_Get_BBox'
/usr/bin/ld: (.text+0x1c56): undefined reference to `FT_Load_Glyph'
/usr/bin/ld: (.text+0x1d0e): undefined reference to `FT_Render_Glyph'
/usr/bin/ld: (.text+0x1dd0): undefined reference to `FT_Outline_Get_BBox'
/usr/bin/ld: /usr/lib/gcc/arm-linux-gnueabihf/9/../../../arm-linux-gnueabihf/libXfont2.a(ftfuncs.o): in function `FreeTypeLoadXFont':
(.text+0x3042): undefined reference to `FT_New_Face'
/usr/bin/ld: (.text+0x3088): undefined reference to `FT_Init_FreeType'
/usr/bin/ld: (.text+0x33f6): undefined reference to `FT_Get_Sfnt_Table'
/usr/bin/ld: (.text+0x3af0): undefined reference to `FT_Get_Sfnt_Table'
/usr/bin/ld: (.text+0x3afc): undefined reference to `FT_Get_Sfnt_Table'
/usr/bin/ld: (.text+0x3b08): undefined reference to `FT_Get_PS_Font_Info'
/usr/bin/ld: (.text+0x3e8a): undefined reference to `FT_Get_Postscript_Name'
/usr/bin/ld: (.text+0x3f04): undefined reference to `FT_Get_X11_Font_Format'
/usr/bin/ld: /usr/lib/gcc/arm-linux-gnueabihf/9/../../../arm-linux-gnueabihf/libXfont2.a(fttools.o): in function `FTGetName':
(.text+0x22): undefined reference to `FT_Get_Sfnt_Name_Count'
/usr/bin/ld: (.text+0x40): undefined reference to `FT_Get_Sfnt_Name'
/usr/bin/ld: /usr/lib/gcc/arm-linux-gnueabihf/9/../../../arm-linux-gnueabihf/libXfont2.a(gunzip.o): in function `BufZipFileClose':
(.text+0x48): undefined reference to `inflateEnd'
/usr/bin/ld: /usr/lib/gcc/arm-linux-gnueabihf/9/../../../arm-linux-gnueabihf/libXfont2.a(gunzip.o): in function `BufZipFileFill':
(.text+0xcc): undefined reference to `inflate'
/usr/bin/ld: /usr/lib/gcc/arm-linux-gnueabihf/9/../../../arm-linux-gnueabihf/libXfont2.a(gunzip.o): in function `BufFilePushZIP':
(.text+0x1cc): undefined reference to `inflateInit2_'
/usr/bin/ld: /usr/lib/gcc/arm-linux-gnueabihf/9/../../../arm-linux-gnueabihf/libXfont2.a(bunzip2.o): in function `BufBzip2FileClose':
(.text+0x48): undefined reference to `BZ2_bzDecompressEnd'
/usr/bin/ld: /usr/lib/gcc/arm-linux-gnueabihf/9/../../../arm-linux-gnueabihf/libXfont2.a(bunzip2.o): in function `BufBzip2FileFill':
(.text+0xce): undefined reference to `BZ2_bzDecompress'
/usr/bin/ld: /usr/lib/gcc/arm-linux-gnueabihf/9/../../../arm-linux-gnueabihf/libXfont2.a(bunzip2.o): in function `BufFilePushBZIP2':
(.text+0x1c2): undefined reference to `BZ2_bzDecompressInit'
/usr/bin/ld: /usr/lib/gcc/arm-linux-gnueabihf/9/../../../arm-linux-gnueabihf/libXfont2.a(ftenc.o): in function `FTPickMapping':
(.text+0x20): undefined reference to `FontEncFromXLFD'
/usr/bin/ld: (.text+0x68): undefined reference to `FT_Get_BDF_Charset_ID'
/usr/bin/ld: (.text+0xd0): undefined reference to `FT_Get_BDF_Charset_ID'
/usr/bin/ld: (.text+0xe2): undefined reference to `FT_Select_Charmap'
/usr/bin/ld: (.text+0xf4): undefined reference to `FontEncFind'
/usr/bin/ld: (.text+0x10a): undefined reference to `FontEncFind'
/usr/bin/ld: (.text+0x118): undefined reference to `FT_Has_PS_Glyph_Names'
/usr/bin/ld: (.text+0x18c): undefined reference to `FT_Get_BDF_Charset_ID'
/usr/bin/ld: (.text+0x19c): undefined reference to `FontEncFind'
/usr/bin/ld: (.text+0x242): undefined reference to `FontEncFind'
/usr/bin/ld: (.text+0x282): undefined reference to `FT_Get_Sfnt_Table'
/usr/bin/ld: /usr/lib/gcc/arm-linux-gnueabihf/9/../../../arm-linux-gnueabihf/libXfont2.a(ftenc.o): in function `FTRemap':
(.text+0x2d6): undefined reference to `FontEncName'
/usr/bin/ld: (.text+0x2ea): undefined reference to `FontEncRecode'
/usr/bin/ld: (.text+0x2f6): undefined reference to `FT_Set_Charmap'
/usr/bin/ld: (.text+0x316): undefined reference to `FT_Set_Charmap'
/usr/bin/ld: (.text+0x2e6): undefined reference to `FT_Get_Name_Index'
/usr/bin/ld: (.text+0x304): undefined reference to `FT_Get_Char_Index'
/usr/bin/ld: (.text+0x326): undefined reference to `FT_Get_Char_Index'
collect2: error: ld returned 1 exit status

【问题讨论】：

标签： gcc makefile ld xorg ldd

【解决方案1】：

简短回答：如果您选择静态库（假设有“.a”可用），库的顺序很重要 - 命令行很重要！

长答案：如果您有两个与主（M）代码链接的库（A，B），其中有调用 M->A 和 A->B，您必须按以下顺序指定库：M、A、B。回想一下，当引用静态库时，链接器将尝试在命名库中查找任何未解析的引用（函数、变量、方法……），并从中提取解析这些引用的唯一“.o”文件'.a' 到可执行文件中。

如果将库指定为 M、B、A，链接器将查看库“B”并且不会识别要包含的任何“.o”（因为只有引用 M->A）。然后它将从 A 库中检索 '.o' 以满足调用 M->A，并在新发现的调用 A->B 上报告错误。

当使用共享对象时，整个 '.so' 被链接（通过引用），并且 '.so' 中所有全局定义的符号将可用于可执行文件中的任何模块，包括从其他 .so 链接的模块.因此，指定 '.so' 的顺序通常无关紧要

【讨论】：

不确定您的答案如何是对我的问题的实际答案:) 将“-lz”移动到列表的开头与列表的末尾没有区别。给出错误的 2 个库也是如此。我已经在所有不同类型的订单中尝试过它们，但它仍然给出相同的错误。因此，您的答案的后续问题是，我如何找出放置库的顺序？（即使它不能解决我的 libz 问题）。
如果我输入“-l:foobar.a”之类的内容，gcc 将失败并出现无法找到“foobar.a”的错误。但是当我执行“-l:libz.a”时，我没有收到任何错误。但二进制文件仍然动态链接 libz.so。
问题有两个项目 (1) libz - 它是动态链接的，因为另一个 '.so' 是用它构建的 - 无论静态 libz 是否存在，它都会链接到您的二进制文件中. (2) 库顺序 (Xdmcp -lXfont2) - 向前移动到我试图在帖子中解释的静态部分
是的，我设法弄清楚您可以运行“ldd Xdmcp.so”并查看它正在加载的其他动态库，因此也需要将其包含在静态列表中。

【解决方案2】：

它似乎只是忽略了我静态链接一些的请求图书馆。

不太可能本身。

我做错了什么？

您误解了动态链接的性质。至少有这些因素在起作用：

您链接的共享对象可能对其他动态对象有自己的依赖关系。
根据平台和实现细节，即使某些动态对象自身的依赖项没有被命令行中命名的任何东西解析，链接也可能会成功。
您链接的静态库很可能不为任何动态库中的任何内容提供可行的解决方案。
程序的整体动态依赖关系，如ldd 所示，是所有涉及的共享对象的依赖关系的传递闭包。它们不一定都被包含程序入口点的 SO 直接引用，如果共享库实现被换出，它们甚至可能随着时间而改变。

底线：很可能至少有一些你意想不到的动态依赖来自你正在链接的共享对象，可能是 libXdmcp 和 libXfont2。静态库是链接的，它们将用于解析主程序中的符号和命令行上它们前面的静态库中的符号，但它们不能满足共享对象对动态符号的引用，没有无论命令行中出现什么内容。

另外，当我将两个库“-lXdmcp -lXfont2”从动态列表到静态列表，gcc 失败并出现一些看起来的错误像图书馆正在引用不包括在内的东西吗？如何我会调试这样的链接问题吗？

静态库需要在链接命令行上正确排序。每一个都必须在包含他们需要的符号的（静态）库之前，所以这些特定的库可能需要出现在前面附近。如有必要，您可以在命令行上重复库，这在您有循环依赖项时很有用，或者如果您无法找到可行的订单，则可以作为快速破解。

您将通过找出库确实提供链接器抱怨的符号以及每个库引用的符号来进行调试。这会告诉您必要的命令行顺序。

【讨论】：