传递库链接中的未定义引用
Undefined reference in transitive library linking
我有一个大型库 B，它对配置对象 MY_CONFIG 执行一些操作。该库 link 是针对提供主要功能的更大的库 C 编写的。最后，C 针对可执行文件 main 进行了 linked。
配置对象 MY_CONFIG 对于每个计算单元都是唯一的。由于目标是为所有系统生成一个 C 库，我目前正在尝试生成一个仅包含定义的配置对象的附加库 A。
换句话说，所有计算单元最终得到相同的C，但不同的A库。
然而，问题是，当我尝试 link main 对抗 C 和 A 时，我得到一个 undefined reference linker 错误。 =35=]
让我们用一些代码来说明这个例子：
A.cpp
#include "B.hpp"
Config MY_CONFIG = {
.id=2
};
B.hpp
int get_config_id ();
typedef struct Config {
int id;
} Config;
B.cpp
#include "B.hpp"
extern Config MY_CONFIG;
int get_config_id () {
Config work = MY_CONFIG;
return work.id;
}
C.hpp
void print_config();
C.cpp
#include "B.hpp"
#include <iostream>
void print_config() {
std::cout << "Config ID: " << get_config_id() << std::endl;
}
main.cpp
#include <iostream>
#include "C.hpp"
int main() {
print_config();
return 0;
}
CMakeLists.txt
project(config)
cmake_minimum_required(VERSION 3.16)
set(CMAKE_CXX_STANDARD 11)
set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} -Wall -Wextra -pthread")
add_library(A STATIC A/A.cpp)
target_include_directories(A PUBLIC B)
add_library(B STATIC B/B.cpp)
target_include_directories(B PUBLIC B)
add_library(C STATIC C/C.cpp)
target_include_directories(C PUBLIC C)
target_link_libraries(C B)
add_executable(main main.cpp)
# Apparently, this is not possible. But why?
target_link_libraries(main C A)
如您所见，我在 B.cpp 中为 MY_CONFIG 使用了 extern 关键字。我的直觉是，一旦构建了可执行文件 main，它就解决了。由于MY_CONFIG的定义在A.cpp中，我也link主要针对A。编译时出现如下错误：
/usr/bin/ld: libB.a(B.cpp.o): in function `get_config_id()':
B.cpp:(.text+0xa): undefined reference to `MY_CONFIG'
collect2: error: ld returned 1 exit status
如果我link用A 来对抗C，那么它工作得很好。但这是我想避免的事情，因为我需要为所有计算系统提供单独的 C。一个重要的旁注：我只能使用静态库（没有共享对象）。
我的意图通常是不可能的还是我错过了什么？
而不是
target_link_libraries(main C A)
你可以使用
target_link_libraries(main C B A)
这将在 linker 的命令行中的库之间产生正确的顺序。因此，您将克服“未定义引用”错误。
解释
库 B 使用符号（具体来说，变量）MY_CONFIG，它在库 A 中定义。因此，为了 link 成功生成可执行文件，您需要：
- 确保
A.a 在 link 用户的命令行中位于 B.a 之后。
- 使用选项，消除 linker 的排序敏感性。
您可以使用 -Wl,--whole-archive 选项按照第二种方式进行操作。参见例如.
为了遵循第一种方式，即确保库的 order 为 link，应该考虑到 CMake 提供了两种强制排序方式:
链接 库之间：
target_link_libraries(B A)
这是最方便和可扩展的方式。它确保在 linker 的命令行中 A.a 将在 last B.a.
之后
但是这个link年龄不适合你的目的。
target_link_libraries 中的库顺序。例如
target_link_libraries(main <...> B A <...>)
将确保 至少一个 B 后跟 A。
这种方式比第一种方式 保证 少。例如。该命令不会阻止 CMake 生成 linker 命令行 <...> B.a A.a B.a <...>，这将再次导致未定义的引用错误。但是 CMake 不会在没有需要的情况下在命令行中复制库。
例如，而不是
target_link_libraries(main C A)
你可以使用
target_link_libraries(main C B A)
因此 linker 命令行将完全按照以下顺序包含库：
ld <...> C.a B.a A.a
请注意，在给定的命令行中 B.a 跟在 C.a 之后，这与您 CMakeLists.txt 中的另一个 link 年龄相关：
target_link_libraries(C B)
所以 CMake 不会再向其中添加 B.a。
link年龄
target_link_libraries(C B)
你目前在你的代码中只有确保B.a会在linker命令行中某个地方之后C.a。
有额外的
target_link_libraries(main C A)
您可以预期 CMake 会生成正确的命令行
ld <...> C.a B.a A.a
满足link年龄。
但是完全允许 CMake 生成另一个命令行：
ld <...> C.a A.a B.a
其中 B.a 没有紧跟在 C.a 之后。
在您的案例中，正是该命令行导致了“未定义引用”错误。
CMake 对静态库之间的循环依赖没有问题。只需声明实际的依赖关系，CMake 就会处理其余的事情。这是我修改后的 CMakeLists.txt:
cmake_minimum_required(VERSION 3.22)
project(config)
set(CMAKE_CXX_STANDARD 11)
add_library(A STATIC A/A.cpp)
target_include_directories(A PUBLIC "${CMAKE_CURRENT_LIST_DIR}/A")
target_link_libraries(A PRIVATE B)
add_library(B STATIC B/B.cpp)
target_include_directories(B PUBLIC "${CMAKE_CURRENT_LIST_DIR}/B")
target_link_libraries(B PRIVATE A)
add_library(C STATIC C/C.cpp)
target_include_directories(C PUBLIC "${CMAKE_CURRENT_LIST_DIR}/C")
target_link_libraries(C PRIVATE B)
add_executable(main main.cpp)
target_link_libraries(main PRIVATE C)
使用您的确切来源，我可以像这样 运行 构建：
$ cmake -G Ninja -S . -B build -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release
...
$ cmake --build build --verbose
[1/8] /usr/bin/c++ -I/path/to/B -I/path/to/A -O3 -DNDEBUG -std=gnu++11 -MD -MT CMakeFiles/B.dir/B/B.cpp.o -MF CMakeFiles/B.dir/B/B.cpp.o.d -o CMakeFiles/B.dir/B/B.cpp.o -c /path/to/B/B.cpp
[2/8] /usr/bin/c++ -I/path/to/A -I/path/to/B -O3 -DNDEBUG -std=gnu++11 -MD -MT CMakeFiles/A.dir/A/A.cpp.o -MF CMakeFiles/A.dir/A/A.cpp.o.d -o CMakeFiles/A.dir/A/A.cpp.o -c /path/to/A/A.cpp
[3/8] : && /usr/bin/cmake -E rm -f libB.a && /usr/bin/ar qc libB.a CMakeFiles/B.dir/B/B.cpp.o && /usr/bin/ranlib libB.a && :
[4/8] : && /usr/bin/cmake -E rm -f libA.a && /usr/bin/ar qc libA.a CMakeFiles/A.dir/A/A.cpp.o && /usr/bin/ranlib libA.a && :
[5/8] /usr/bin/c++ -I/path/to/C -O3 -DNDEBUG -std=gnu++11 -MD -MT CMakeFiles/main.dir/main.cpp.o -MF CMakeFiles/main.dir/main.cpp.o.d -o CMakeFiles/main.dir/main.cpp.o -c /path/to/main.cpp
[6/8] /usr/bin/c++ -I/path/to/C -I/path/to/B -O3 -DNDEBUG -std=gnu++11 -MD -MT CMakeFiles/C.dir/C/C.cpp.o -MF CMakeFiles/C.dir/C/C.cpp.o.d -o CMakeFiles/C.dir/C/C.cpp.o -c /path/to/C/C.cpp
[7/8] : && /usr/bin/cmake -E rm -f libC.a && /usr/bin/ar qc libC.a CMakeFiles/C.dir/C/C.cpp.o && /usr/bin/ranlib libC.a && :
[8/8] : && /usr/bin/c++ -O3 -DNDEBUG CMakeFiles/main.dir/main.cpp.o -o main libC.a libB.a libA.a libB.a libA.a && :
$ ./build/main
Config ID: 2
如您所见，最后的 link 行生成 C B A B A。后两者不会造成任何伤害，因为它们实际上永远不会被搜索。
如果想打破这个循环，可以把B中A需要的那部分拆成另一个库，让两者都依赖。
现在我有以下文件：
// A/A.cpp
#include "common.hpp"
Config MY_CONFIG = {
.id=2
};
// common/common.hpp
typedef struct Config {
int id;
} Config;
// B/B.cpp
#include "B.hpp"
#include "common.hpp"
extern Config MY_CONFIG;
int get_config_id () {
Config work = MY_CONFIG;
return work.id;
}
// B/B.hpp
int get_config_id ();
然后像这样调整构建：
cmake_minimum_required(VERSION 3.22)
project(config)
set(CMAKE_CXX_STANDARD 11)
add_library(common INTERFACE)
target_include_directories(common INTERFACE "${CMAKE_CURRENT_LIST_DIR}/common")
add_library(A STATIC A/A.cpp)
target_include_directories(A PUBLIC "${CMAKE_CURRENT_LIST_DIR}/A")
target_link_libraries(A PRIVATE common)
add_library(B STATIC B/B.cpp)
target_include_directories(B PUBLIC "${CMAKE_CURRENT_LIST_DIR}/B")
target_link_libraries(B PRIVATE common A)
add_library(C STATIC C/C.cpp)
target_include_directories(C PUBLIC "${CMAKE_CURRENT_LIST_DIR}/C")
target_link_libraries(C PRIVATE B)
add_executable(main main.cpp)
target_link_libraries(main PRIVATE C)
并且当我们构建时，我们看到 link 顺序是正确的并且重复的库已经消失：
$ cmake --build build --verbose
[1/8] /usr/bin/c++ -I/path/to/A -I/path/to/common -O3 -DNDEBUG -std=gnu++11 -MD -MT CMakeFiles/A.dir/A/A.cpp.o -MF CMakeFiles/A.dir/A/A.cpp.o.d -o CMakeFiles/A.dir/A/A.cpp.o -c /path/to/A/A.cpp
[2/8] /usr/bin/c++ -I/path/to/B -I/path/to/common -I/path/to/A -O3 -DNDEBUG -std=gnu++11 -MD -MT CMakeFiles/B.dir/B/B.cpp.o -MF CMakeFiles/B.dir/B/B.cpp.o.d -o CMakeFiles/B.dir/B/B.cpp.o -c /path/to/B/B.cpp
[3/8] : && /usr/bin/cmake -E rm -f libA.a && /usr/bin/ar qc libA.a CMakeFiles/A.dir/A/A.cpp.o && /usr/bin/ranlib libA.a && :
[4/8] : && /usr/bin/cmake -E rm -f libB.a && /usr/bin/ar qc libB.a CMakeFiles/B.dir/B/B.cpp.o && /usr/bin/ranlib libB.a && :
[5/8] /usr/bin/c++ -I/path/to/C -O3 -DNDEBUG -std=gnu++11 -MD -MT CMakeFiles/main.dir/main.cpp.o -MF CMakeFiles/main.dir/main.cpp.o.d -o CMakeFiles/main.dir/main.cpp.o -c /path/to/main.cpp
[6/8] /usr/bin/c++ -I/path/to/C -I/path/to/B -O3 -DNDEBUG -std=gnu++11 -MD -MT CMakeFiles/C.dir/C/C.cpp.o -MF CMakeFiles/C.dir/C/C.cpp.o.d -o CMakeFiles/C.dir/C/C.cpp.o -c /path/to/C/C.cpp
[7/8] : && /usr/bin/cmake -E rm -f libC.a && /usr/bin/ar qc libC.a CMakeFiles/C.dir/C/C.cpp.o && /usr/bin/ranlib libC.a && :
[8/8] : && /usr/bin/c++ -O3 -DNDEBUG CMakeFiles/main.dir/main.cpp.o -o main libC.a libB.a libA.a && :
我有一个大型库 B，它对配置对象 MY_CONFIG 执行一些操作。该库 link 是针对提供主要功能的更大的库 C 编写的。最后，C 针对可执行文件 main 进行了 linked。
配置对象 MY_CONFIG 对于每个计算单元都是唯一的。由于目标是为所有系统生成一个 C 库，我目前正在尝试生成一个仅包含定义的配置对象的附加库 A。
换句话说，所有计算单元最终得到相同的C，但不同的A库。
然而，问题是，当我尝试 link main 对抗 C 和 A 时，我得到一个 undefined reference linker 错误。 =35=]
让我们用一些代码来说明这个例子：
A.cpp
#include "B.hpp"
Config MY_CONFIG = {
.id=2
};
B.hpp
int get_config_id ();
typedef struct Config {
int id;
} Config;
B.cpp
#include "B.hpp"
extern Config MY_CONFIG;
int get_config_id () {
Config work = MY_CONFIG;
return work.id;
}
C.hpp
void print_config();
C.cpp
#include "B.hpp"
#include <iostream>
void print_config() {
std::cout << "Config ID: " << get_config_id() << std::endl;
}
main.cpp
#include <iostream>
#include "C.hpp"
int main() {
print_config();
return 0;
}
CMakeLists.txt
project(config)
cmake_minimum_required(VERSION 3.16)
set(CMAKE_CXX_STANDARD 11)
set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} -Wall -Wextra -pthread")
add_library(A STATIC A/A.cpp)
target_include_directories(A PUBLIC B)
add_library(B STATIC B/B.cpp)
target_include_directories(B PUBLIC B)
add_library(C STATIC C/C.cpp)
target_include_directories(C PUBLIC C)
target_link_libraries(C B)
add_executable(main main.cpp)
# Apparently, this is not possible. But why?
target_link_libraries(main C A)
如您所见，我在 B.cpp 中为 MY_CONFIG 使用了 extern 关键字。我的直觉是，一旦构建了可执行文件 main，它就解决了。由于MY_CONFIG的定义在A.cpp中，我也link主要针对A。编译时出现如下错误：
/usr/bin/ld: libB.a(B.cpp.o): in function `get_config_id()':
B.cpp:(.text+0xa): undefined reference to `MY_CONFIG'
collect2: error: ld returned 1 exit status
如果我link用A 来对抗C，那么它工作得很好。但这是我想避免的事情，因为我需要为所有计算系统提供单独的 C。一个重要的旁注：我只能使用静态库（没有共享对象）。
我的意图通常是不可能的还是我错过了什么？
而不是
target_link_libraries(main C A)
你可以使用
target_link_libraries(main C B A)
这将在 linker 的命令行中的库之间产生正确的顺序。因此，您将克服“未定义引用”错误。
解释
库 B 使用符号（具体来说，变量）MY_CONFIG，它在库 A 中定义。因此，为了 link 成功生成可执行文件，您需要：
- 确保
A.a在 link 用户的命令行中位于B.a之后。 - 使用选项，消除 linker 的排序敏感性。
您可以使用 -Wl,--whole-archive 选项按照第二种方式进行操作。参见例如
为了遵循第一种方式，即确保库的 order 为 link，应该考虑到 CMake 提供了两种强制排序方式:
链接 库之间：
target_link_libraries(B A)这是最方便和可扩展的方式。它确保在 linker 的命令行中
之后A.a将在 lastB.a.但是这个link年龄不适合你的目的。
target_link_libraries中的库顺序。例如target_link_libraries(main <...> B A <...>)将确保 至少一个
B后跟A。这种方式比第一种方式 保证 少。例如。该命令不会阻止 CMake 生成 linker 命令行
<...> B.a A.a B.a <...>，这将再次导致未定义的引用错误。但是 CMake 不会在没有需要的情况下在命令行中复制库。
例如，而不是
target_link_libraries(main C A)
你可以使用
target_link_libraries(main C B A)
因此 linker 命令行将完全按照以下顺序包含库：
ld <...> C.a B.a A.a
请注意，在给定的命令行中 B.a 跟在 C.a 之后，这与您 CMakeLists.txt 中的另一个 link 年龄相关：
target_link_libraries(C B)
所以 CMake 不会再向其中添加 B.a。
link年龄
target_link_libraries(C B)
你目前在你的代码中只有确保B.a会在linker命令行中某个地方之后C.a。
有额外的
target_link_libraries(main C A)
您可以预期 CMake 会生成正确的命令行
ld <...> C.a B.a A.a
满足link年龄。
但是完全允许 CMake 生成另一个命令行：
ld <...> C.a A.a B.a
其中 B.a 没有紧跟在 C.a 之后。
在您的案例中，正是该命令行导致了“未定义引用”错误。
CMake 对静态库之间的循环依赖没有问题。只需声明实际的依赖关系，CMake 就会处理其余的事情。这是我修改后的 CMakeLists.txt:
cmake_minimum_required(VERSION 3.22)
project(config)
set(CMAKE_CXX_STANDARD 11)
add_library(A STATIC A/A.cpp)
target_include_directories(A PUBLIC "${CMAKE_CURRENT_LIST_DIR}/A")
target_link_libraries(A PRIVATE B)
add_library(B STATIC B/B.cpp)
target_include_directories(B PUBLIC "${CMAKE_CURRENT_LIST_DIR}/B")
target_link_libraries(B PRIVATE A)
add_library(C STATIC C/C.cpp)
target_include_directories(C PUBLIC "${CMAKE_CURRENT_LIST_DIR}/C")
target_link_libraries(C PRIVATE B)
add_executable(main main.cpp)
target_link_libraries(main PRIVATE C)
使用您的确切来源，我可以像这样 运行 构建：
$ cmake -G Ninja -S . -B build -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release
...
$ cmake --build build --verbose
[1/8] /usr/bin/c++ -I/path/to/B -I/path/to/A -O3 -DNDEBUG -std=gnu++11 -MD -MT CMakeFiles/B.dir/B/B.cpp.o -MF CMakeFiles/B.dir/B/B.cpp.o.d -o CMakeFiles/B.dir/B/B.cpp.o -c /path/to/B/B.cpp
[2/8] /usr/bin/c++ -I/path/to/A -I/path/to/B -O3 -DNDEBUG -std=gnu++11 -MD -MT CMakeFiles/A.dir/A/A.cpp.o -MF CMakeFiles/A.dir/A/A.cpp.o.d -o CMakeFiles/A.dir/A/A.cpp.o -c /path/to/A/A.cpp
[3/8] : && /usr/bin/cmake -E rm -f libB.a && /usr/bin/ar qc libB.a CMakeFiles/B.dir/B/B.cpp.o && /usr/bin/ranlib libB.a && :
[4/8] : && /usr/bin/cmake -E rm -f libA.a && /usr/bin/ar qc libA.a CMakeFiles/A.dir/A/A.cpp.o && /usr/bin/ranlib libA.a && :
[5/8] /usr/bin/c++ -I/path/to/C -O3 -DNDEBUG -std=gnu++11 -MD -MT CMakeFiles/main.dir/main.cpp.o -MF CMakeFiles/main.dir/main.cpp.o.d -o CMakeFiles/main.dir/main.cpp.o -c /path/to/main.cpp
[6/8] /usr/bin/c++ -I/path/to/C -I/path/to/B -O3 -DNDEBUG -std=gnu++11 -MD -MT CMakeFiles/C.dir/C/C.cpp.o -MF CMakeFiles/C.dir/C/C.cpp.o.d -o CMakeFiles/C.dir/C/C.cpp.o -c /path/to/C/C.cpp
[7/8] : && /usr/bin/cmake -E rm -f libC.a && /usr/bin/ar qc libC.a CMakeFiles/C.dir/C/C.cpp.o && /usr/bin/ranlib libC.a && :
[8/8] : && /usr/bin/c++ -O3 -DNDEBUG CMakeFiles/main.dir/main.cpp.o -o main libC.a libB.a libA.a libB.a libA.a && :
$ ./build/main
Config ID: 2
如您所见，最后的 link 行生成 C B A B A。后两者不会造成任何伤害，因为它们实际上永远不会被搜索。
如果想打破这个循环，可以把B中A需要的那部分拆成另一个库，让两者都依赖。
现在我有以下文件：
// A/A.cpp
#include "common.hpp"
Config MY_CONFIG = {
.id=2
};
// common/common.hpp
typedef struct Config {
int id;
} Config;
// B/B.cpp
#include "B.hpp"
#include "common.hpp"
extern Config MY_CONFIG;
int get_config_id () {
Config work = MY_CONFIG;
return work.id;
}
// B/B.hpp
int get_config_id ();
然后像这样调整构建：
cmake_minimum_required(VERSION 3.22)
project(config)
set(CMAKE_CXX_STANDARD 11)
add_library(common INTERFACE)
target_include_directories(common INTERFACE "${CMAKE_CURRENT_LIST_DIR}/common")
add_library(A STATIC A/A.cpp)
target_include_directories(A PUBLIC "${CMAKE_CURRENT_LIST_DIR}/A")
target_link_libraries(A PRIVATE common)
add_library(B STATIC B/B.cpp)
target_include_directories(B PUBLIC "${CMAKE_CURRENT_LIST_DIR}/B")
target_link_libraries(B PRIVATE common A)
add_library(C STATIC C/C.cpp)
target_include_directories(C PUBLIC "${CMAKE_CURRENT_LIST_DIR}/C")
target_link_libraries(C PRIVATE B)
add_executable(main main.cpp)
target_link_libraries(main PRIVATE C)
并且当我们构建时，我们看到 link 顺序是正确的并且重复的库已经消失：
$ cmake --build build --verbose
[1/8] /usr/bin/c++ -I/path/to/A -I/path/to/common -O3 -DNDEBUG -std=gnu++11 -MD -MT CMakeFiles/A.dir/A/A.cpp.o -MF CMakeFiles/A.dir/A/A.cpp.o.d -o CMakeFiles/A.dir/A/A.cpp.o -c /path/to/A/A.cpp
[2/8] /usr/bin/c++ -I/path/to/B -I/path/to/common -I/path/to/A -O3 -DNDEBUG -std=gnu++11 -MD -MT CMakeFiles/B.dir/B/B.cpp.o -MF CMakeFiles/B.dir/B/B.cpp.o.d -o CMakeFiles/B.dir/B/B.cpp.o -c /path/to/B/B.cpp
[3/8] : && /usr/bin/cmake -E rm -f libA.a && /usr/bin/ar qc libA.a CMakeFiles/A.dir/A/A.cpp.o && /usr/bin/ranlib libA.a && :
[4/8] : && /usr/bin/cmake -E rm -f libB.a && /usr/bin/ar qc libB.a CMakeFiles/B.dir/B/B.cpp.o && /usr/bin/ranlib libB.a && :
[5/8] /usr/bin/c++ -I/path/to/C -O3 -DNDEBUG -std=gnu++11 -MD -MT CMakeFiles/main.dir/main.cpp.o -MF CMakeFiles/main.dir/main.cpp.o.d -o CMakeFiles/main.dir/main.cpp.o -c /path/to/main.cpp
[6/8] /usr/bin/c++ -I/path/to/C -I/path/to/B -O3 -DNDEBUG -std=gnu++11 -MD -MT CMakeFiles/C.dir/C/C.cpp.o -MF CMakeFiles/C.dir/C/C.cpp.o.d -o CMakeFiles/C.dir/C/C.cpp.o -c /path/to/C/C.cpp
[7/8] : && /usr/bin/cmake -E rm -f libC.a && /usr/bin/ar qc libC.a CMakeFiles/C.dir/C/C.cpp.o && /usr/bin/ranlib libC.a && :
[8/8] : && /usr/bin/c++ -O3 -DNDEBUG CMakeFiles/main.dir/main.cpp.o -o main libC.a libB.a libA.a && :