CMake和静态库顺序

分手后的思念是犯贱 2022-04-06 02:16 240阅读 0赞

# **目录** #

目录 1

前言 1

方法 1

附1：链接静态库的顺序问题 2

附2：再议GCC编译时的静态库依赖次顺问题 3

附3：gcc链接参数--whole-archive的作用 4

附4：让有些“-l”链接静态库，而另一些链接共享库？ 6

附5：相关博文 6

# **前言** #

C/C++程序的许多同学被静态库的依赖折腾，因为默认情况下要求被依赖的库放在依赖它的库后面，当一个程序或共享库依赖的静态库较多时，可能会陷入解决链接问题的坑中。如果对静态库不熟悉，需要结构nm等工具来解决顺序问题。

但也可以偷懒，不关心静态库的顺序问题，ld为此提供了start-group和end-group两个选项，让包含在这两者间的静态库顺序可以随意。

# **方法** #

以CMake为例，假设程序x依赖三个静态库：libX1.a、libX2.a和libX3.a，而libX2.a又依赖libX1.a，libX3.a依赖libX2.a和libX1.a，正常情况下的CMakeLists.txt格式如下：

<table style="width:426.1pt;"> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="vertical-align:top;width:426.1pt;"> add_executable( &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;x &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;x.cpp ) target_link_libraries( &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;x &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;libX1.a &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;libX2.a &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;libX3.a ) </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

上面的写法libX1.a、libX2.a和libX3.a的顺序不能变，只能按上面的先后顺序。如果去掉顺序的烦恼和痛苦，可以采用如下的写法：

<table style="width:426.1pt;"> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="vertical-align:top;width:426.1pt;"> target_link_libraries( &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;x &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;-Wl,--start-group &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;libX1.a &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;libX3.a &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;libX2.a &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;-Wl,--end-group ) 或 target_link_libraries( &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;x &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;-Wl,--start-group &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;libX3.a &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;libX2.a &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;libX1.a &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;-Wl,--end-group ) 都可以，完全不用关心顺序。 </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

前面说了start-group和end-group是ld的选项，是链接选项，不是gcc/g++的编译选项，直接命令行或其它编译方式也可以使用，比如命令行方式：

<table style="width:426.1pt;"> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="vertical-align:top;width:426.1pt;"> g++&nbsp;-g&nbsp;-o&nbsp;x&nbsp;x.cpp&nbsp;-Wl,--start-group&nbsp;libX2.a&nbsp;libX1.a&nbsp;libX3.a&nbsp;-Wl,--end-group </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

# **附1：链接静态库的顺序问题 ** #

在链接静态库时，如果多个静态库之间存在依赖关系，则有依赖关系的静态库之间存在顺序问题，这个在使用静态库时需要注意，否则会报符号找不到问题。举例，libb.a依赖于是liba.a，而可执行文件test只直接依赖于libb.a，则链接选项应当为“-b -a”，而不是“-a -b”，否则会报liba.a中的某些符号找不到。

虽然libb.a使用到了liba.o中的一些函数，但并不会将它们的定义包含进来，所以在链接test时需要指定这两个库。

另外，在编译libb.a时是不指定liba.a的，因为编译一个静态库不会使用到链接选项，而只需要指定需要依赖的头文件路径即可。

**-Wl的使用****：**

<table style="width:426.1pt;"> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="vertical-align:top;width:426.1pt;"> -Wl表示后面的参数传递给链接器，其中l是linker的意思。 链接时指定共享库的搜索路径（类似于设置LD_LIBRARY_PATH）： -Wl,-rpath=/usr/local/abc:/data/abc 以上也可以分开写： -Wl,-rpath=/usr/local/abc&nbsp;-Wl,-rpath=/data/abc 部分库链接它的静态库，部分库链接它的共享库： -Wl,-static&nbsp;-lb&nbsp;-Wl,-call_shared&nbsp;-la&nbsp;-lz 指定链接器： -Wl,-dynamic-linker&nbsp;/lib/ld-linux.so.2&nbsp;-e&nbsp;_so_start 指定导出的符号： -Wl,--export-dynamic,--version-script,exports.lds exports.lds的格式可以为： { global: foo; }; 指定共享库的soname： -Wl,--export-dynamic,--version-script,exports.lds,-soname=libqhttpd.so -rpath&nbsp;增加共享库搜索路径 --retain-symbols-file表示不丢弃未定义的符号和需要重定位的符号 --export-dynamic&nbsp;创建一个动态连接的可执行程序时,&nbsp;把所有的符号加到动态符号表中 </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

# **附2：再议GCC编译时的静态库依赖次顺问题** #

假设有如三个源代码文件：

<table style="width:426.1pt;"> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="vertical-align:top;width:426.1pt;"> $&nbsp;cat&nbsp;a.cpp void&nbsp;a() { } &nbsp; $&nbsp;cat&nbsp;b.cpp extern&nbsp;void&nbsp;a(); void&nbsp;b() { &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;a();&nbsp;//&nbsp;调用a.cpp中的a() } &nbsp; $&nbsp;cat&nbsp;x.cpp extern&nbsp;void&nbsp;b(); int&nbsp;main() { &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;b();&nbsp;//&nbsp;调用b.cpp中的b() &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;return&nbsp;0; } </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

对应的Makefile文件：

<table style="width:426.1pt;"> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="vertical-align:top;width:426.1pt;"> all:&nbsp;x &nbsp; liba.a:&nbsp;a.o libb.a:&nbsp;b.o x:&nbsp;x.o&nbsp;liba.a&nbsp;libb.a&nbsp;#&nbsp;问题出在这儿 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;g++&nbsp;-g&nbsp;-o&nbsp;$@&nbsp;$^ &nbsp; a.o:&nbsp;a.cpp &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;g++&nbsp;-g&nbsp;-c&nbsp;$^ b.o:&nbsp;b.cpp &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;g++&nbsp;-g&nbsp;-c&nbsp;$^ x.o:&nbsp;x.cpp &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;g++&nbsp;-g&nbsp;-c&nbsp;$^ &nbsp; clean: &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;rm&nbsp;-f&nbsp;a.o&nbsp;b.o&nbsp;x.o&nbsp;x </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

使用上面的Makefile编译，将会遇到如下所示的“**undefined reference**”问题：

<table style="width:426.1pt;"> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="vertical-align:top;width:426.1pt;"> g++&nbsp;-g&nbsp;-c&nbsp;x.cpp g++&nbsp;-g&nbsp;-c&nbsp;a.cpp g++&nbsp;-g&nbsp;-c&nbsp;b.cpp g++&nbsp;-g&nbsp;-o&nbsp;x&nbsp;x.o&nbsp;liba.a&nbsp;libb.a&nbsp;#&nbsp;改成“g++&nbsp;-g&nbsp;-o&nbsp;x&nbsp;x.o&nbsp;libb.a&nbsp;liba.a”即可解决 libb.a(b.o):&nbsp;In&nbsp;function&nbsp;`b()': /data/jayyi/gongyi/activities/phonebook/b.cpp:2:&nbsp;undefined&nbsp;reference&nbsp;to&nbsp;`a()' collect2:&nbsp;ld&nbsp;returned&nbsp;1&nbsp;exit&nbsp;status make:&nbsp;***&nbsp;[x]&nbsp;Error&nbsp;1 </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

这个问题的原因是b.cpp依赖a.cpp，gcc要求（实际是ld要求）libb.a须放在liba.a前面，即需要改成：**g++ -g -o x x.o libb.a liba.a**，也就是**被依赖的库需要放在后头**。

这是最常规的解决办法，除此之外，只需要加入**--start-group**和**--end-group**两个链接参数，即可保持被依赖的库放在前头，也就是改成如下即可：g++ -g -o $@ **-Wl,--****start****-group** $^ **-Wl,--****end****-group**。

这里的“**-Wl,**”表示后面跟着的参数是传递给链接器ld的，gcc不关心具体是啥。“**--start-group**”表示范围的开始；“**--end-group**”表示范围的结束，是可选的。位于“**--end-group**”之后的仍然要求被依赖的库放在后头。

# **附3：gcc链接参数--whole-archive的作用** #

**// a.h**

<table style="width:426.1pt;"> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="vertical-align:top;width:426.1pt;"> extern&nbsp;void&nbsp;foo(); </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

**// a.cpp**

<table style="width:426.1pt;"> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="vertical-align:top;width:426.1pt;"> #include&nbsp;&lt;stdio.h&gt; &nbsp; void&nbsp;foo() { &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;printf("foo\n"); } </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

**// x.cpp**

<table style="width:426.1pt;"> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="vertical-align:top;width:426.1pt;"> #include&nbsp;"a.h" &nbsp; int&nbsp;main() { &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;foo(); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;return&nbsp;0; } </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

**// Makefile**

<table style="width:426.1pt;"> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="vertical-align:top;width:426.1pt;"> all:&nbsp;x &nbsp; x:&nbsp;x.cpp&nbsp;liba.so g++&nbsp;-g&nbsp;-o&nbsp;$@&nbsp;$^ &nbsp; liba.so:&nbsp;liba.a g++&nbsp;-g&nbsp;-fPIC&nbsp;-shared&nbsp;-o&nbsp;$@&nbsp;$^ #g++&nbsp;-g&nbsp;-fPIC&nbsp;-shared&nbsp;-o&nbsp;$@&nbsp;-Wl,--whole-archive&nbsp;$^&nbsp;-Wl,-no-whole-archive &nbsp; liba.a:&nbsp;a.o ar&nbsp;cru&nbsp;$@&nbsp;$^ &nbsp; a.o:&nbsp;a.cpp g++&nbsp;-g&nbsp;-c&nbsp;$^ &nbsp; clean: rm&nbsp;-f&nbsp;x&nbsp;a.o&nbsp;liba.a&nbsp;liba.so </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

**$ make**

<table style="width:426.1pt;"> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="vertical-align:top;width:426.1pt;"> g++&nbsp;-g&nbsp;-c&nbsp;a.cpp ar&nbsp;cru&nbsp;liba.a&nbsp;a.o g++&nbsp;-g&nbsp;-fPIC&nbsp;-shared&nbsp;-o&nbsp;liba.so&nbsp;liba.a #g++&nbsp;-g&nbsp;-fPIC&nbsp;-shared&nbsp;-o&nbsp;liba.so&nbsp;-Wl,--whole-archive&nbsp;liba.a&nbsp;-Wl,-no-whole-archive g++&nbsp;-g&nbsp;-o&nbsp;x&nbsp;x.cpp&nbsp;liba.so /tmp/cc6UYIAF.o:&nbsp;In&nbsp;function&nbsp;`main': /data/ld/x.cpp:5:&nbsp;undefined&nbsp;reference&nbsp;to&nbsp;`foo()' collect2:&nbsp;ld&nbsp;returned&nbsp;1&nbsp;exit&nbsp;status make:&nbsp;***&nbsp;[x]&nbsp;Error&nbsp;1 </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

**默认情况下，对于未使用到的符号（函数是一种符号），链接器不会将它们链接进共享库和可执行程序。**

这个时候，可以启用链接参数“**--whole-archive**”来告诉链接器，将后面库中所有符号都链接进来，参数“**-no-whole-archive**”则是重置，以避免后面库的所有符号被链接进来。

**// Makefile**

<table style="width:426.1pt;"> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="vertical-align:top;width:426.1pt;"> all:&nbsp;x &nbsp; x:&nbsp;x.cpp&nbsp;liba.so g++&nbsp;-g&nbsp;-o&nbsp;$@&nbsp;$^ &nbsp; liba.so:&nbsp;liba.a g++&nbsp;-g&nbsp;-fPIC&nbsp;-shared&nbsp;-o&nbsp;$@&nbsp;-Wl,--whole-archive&nbsp;$^&nbsp;-Wl,-no-whole-archive &nbsp; liba.a:&nbsp;a.o ar&nbsp;cru&nbsp;$@&nbsp;$^ &nbsp; a.o:&nbsp;a.cpp g++&nbsp;-g&nbsp;-c&nbsp;$^ &nbsp; clean: rm&nbsp;-f&nbsp;x&nbsp;a.o&nbsp;liba.a&nbsp;liba.so </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

# **附4：如何让有些“-l”链接静态库，而另一些链接共享库？** #

用“-Wl,-Bstatic”指定链接静态库，使用“-Wl,-Bdynamic”指定链接共享库，使用示例：

<table style="width:426.1pt;"> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="vertical-align:top;width:426.1pt;"> -Wl,-Bstatic&nbsp;-lmysqlclient_r&nbsp;-lssl&nbsp;-lcrypto&nbsp;-Wl,-Bdynamic&nbsp;-lrt&nbsp;-Wl,-Bdynamic&nbsp;-pthread&nbsp;-Wl,-Bstatic&nbsp;-lgtest </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

"-Wl"表示是传递给链接器ld的参数，而不是编译器gcc/g++的参数。

# **附5：相关博文** #

1) 链接静态库的顺序问题

[https://blog.csdn.net/Aquester/article/details/7780640][https_blog.csdn.net_Aquester_article_details_7780640]

2) 再议GCC编译时的静态库依赖顺序问题

[https://blog.csdn.net/Aquester/article/details/48547685][https_blog.csdn.net_Aquester_article_details_48547685]

3) 如何让有些“-l”链接静态库，而另一些链接共享库？

[http://blog.chinaunix.net/uid-20682147-id-5096676.html][http_blog.chinaunix.net_uid-20682147-id-5096676.html]

4) 小心两个共享库共用同一个静态库

[http://blog.chinaunix.net/uid-20682147-id-3760647.html][http_blog.chinaunix.net_uid-20682147-id-3760647.html]

5) C/C++常见gcc编译链接错误解决方法

[http://blog.chinaunix.net/uid-20682147-id-5037113.html][http_blog.chinaunix.net_uid-20682147-id-5037113.html]

6) CMake使用技巧集

[http://control.blog.chinaunix.net/uid-20682147-id-5284633.html][http_control.blog.chinaunix.net_uid-20682147-id-5284633.html]

7) libtool的工作原理

[https://blog.csdn.net/aquester/article/details/23339825][https_blog.csdn.net_aquester_article_details_23339825]

8) 全局变量相互依赖和初始化顺序的解决办法

[https://blog.csdn.net/aquester/article/details/7780844][https_blog.csdn.net_aquester_article_details_7780844]

9) 对于glog中ShutdownGoogleLogging后不能再次InitGoogleLogging问题的解决办法

[http://blog.chinaunix.net/uid-20682147-id-3449454.html][http_blog.chinaunix.net_uid-20682147-id-3449454.html]

// 如果不想依赖：  
// libc.so, libgcc\_s.so, librt.so, libpthread.so, libdl.so, libz.so, librt.so, libstdc++.so等，  
// 链接时可指定如下选项（加到命令行最后即可，有些环境还可加上“-static-libstdc++”）：  
// -Wl,-Bstatic -static-libgcc -lrt -lz -pthread -ldl  
// 遇到如下警告，可以忽略：  
// warning: Using 'dlopen' in statically linked applications  
// warning: Using 'getpwuid\_r' in statically linked applications  
// warning: Using 'getaddrinfo' in statically linked applications  
//  
// 检查静态链接效果：  
// > ldd -r mooon\_ssh  
//        not a dynamic executable  
//  
// 但如果是下列错误，则不能采用静态链接（需安装c++标准库的静态库）：  
// cannot find -lstdc++  
//  
// 下列错误，可能是因为“/usr/bin/ld: cannot find -lstdc++”：  
// the use of \`mktemp' is dangerous, better use \`mkstemp'  
//  
// libstdc++.a可能所在位置（编译器版本要和库版本保持相同，否则可能不兼容）：  
// /usr/lib/gcc/i586-suse-linux/4.1.2/libstdc++.a  
// /usr/lib/gcc/x86\_64-redhat-linux/4.8.2/32/libstdc++.a  
// /usr/lib/gcc/x86\_64-redhat-linux/4.4.7/libstdc++.a  
// /usr/lib/gcc/x86\_64-redhat-linux/4.4.7/32/libstdc++.a  
//  
// libc.a可能所在位置：  
// /usr/lib/libc.a  
// /usr/lib64/libc.a  
// /usr/lib/x86\_64-redhat-linux6E/lib64/libc.a

[https_blog.csdn.net_Aquester_article_details_7780640]: https://blog.csdn.net/Aquester/article/details/7780640
[https_blog.csdn.net_Aquester_article_details_48547685]: https://blog.csdn.net/Aquester/article/details/48547685
[http_blog.chinaunix.net_uid-20682147-id-5096676.html]: http://blog.chinaunix.net/uid-20682147-id-5096676.html
[http_blog.chinaunix.net_uid-20682147-id-3760647.html]: http://blog.chinaunix.net/uid-20682147-id-3760647.html
[http_blog.chinaunix.net_uid-20682147-id-5037113.html]: http://blog.chinaunix.net/uid-20682147-id-5037113.html
[http_control.blog.chinaunix.net_uid-20682147-id-5284633.html]: http://control.blog.chinaunix.net/uid-20682147-id-5284633.html
[https_blog.csdn.net_aquester_article_details_23339825]: https://blog.csdn.net/aquester/article/details/23339825
[https_blog.csdn.net_aquester_article_details_7780844]: https://blog.csdn.net/aquester/article/details/7780844
[http_blog.chinaunix.net_uid-20682147-id-3449454.html]: http://blog.chinaunix.net/uid-20682147-id-3449454.html