解决make编译链接动态库错误：libxx.so: undefined reference to xx
解决make编译链接动态库错误：libxx.so: undefined reference to xx
最近在写一个Makefile，调试时遇到了libsrcpbl.so: undefined reference to gcProgramName的问题。在这个Makefile脚本里面，终极目标是通过链接一个自定义的动态库libsrcpbl.so生成一个ELF目标文件。
由于链接生成libsrcpbl.so动态库的.o文件比较多，无法定位具体的错误程序文件和位置，所以折腾了较长时间。
1 场景再现
为了能快速定位出错的位置，自己写了一个很简单的测试程序test.c，该程序调用了libsrcpbl.so动态库中的一个自定义的公共头文件pbl_global.h。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 | /** * @FileName tst.c * @Describe a simple test program to find out the reason of dynamic library undefined reference. * @Author vfhky 2015.08.12 https://typecodes.com/cseries/libraryundefinedref.html */ #include <stdio.h> #include "pbl_global.h" //为减少“干扰”，还可以去掉这个头文件引用 int main( int argc, char ** argv ) { printf( "exit\n" ); return 0; } |
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接着使用make命令编译链接生成目标ELF文件test，但是在ld链接自定义的动态库libsrcpbl.so的时候报错。为了减少干扰，还可以把pbl_global.h头文件引用去掉。也就是tst.c中是一个及其普通的程序，与libsrcpbl.so中的数据完全没关系，但是还是报出同样的错误：
[root@typecodes test]# make
gcc -std=c99 -D_GNU_SOURCE -g -Wall -I /root/gcc_test/tcp_msg/include/ -I /root/gcc_test/tcp_msg/include/CommAPI/ -I /root/gcc_test/tcp_msg/include/pbl/ -o /root/gcc_test/tcp_msg/src/test/tst.o -c tst.c
g++ -std=c99 -D_GNU_SOURCE /root/gcc_test/tcp_msg/src/test/tst.o -L /root/gcc_test/tcp_msg/lib -lsrcpbl -Xlinker "-(" -Xlinker "-)" -o /root/gcc_test/tcp_msg/bin/test
/root/gcc_test/tcp_msg/lib/libsrcpbl.so: undefined reference to `gcProgramName'
collect2: error: ld returned 1 exit status
make: *** [/root/gcc_test/tcp_msg/bin/test] Error 1
2 查找 libsrcpbl.so: undefined reference to gcProgramName 的原因
通过make显示的内容，基本判断Makefile文件是正确的。用nm libsrcpbl.so命令查看一下链接的动态库，结果如下：
##### 使用nm查看动态库
[root@typecodes test]# nm -A /root/gcc_test/tcp_msg/lib/libsrcpbl.so|grep gcProgramName
/root/gcc_test/tcp_msg/lib/libsrcpbl.so: U gcProgramName
[root@typecodes test]#
根据上图中的信息，结合前文《Unix系统中nm命令展示目标文件符号的方法》nm命令的man手册关于符号U的说明，推测可能原因：libsrcpbl.so动态库文件中存在gcProgramName符号（即变量），需要从test.o对象文件中链接进来，但是test.c程序中没有定义gcProgramName变量，所以报错了。
于是查看原工程中的头文件pbl_global.h，果然发现了gcProgramName是一个外部全局变量，其声明如下：
extern char gcProgramName[20 + 1];接着发现生成这个libsrcpbl.so动态库的一个源程序中，通过引用头文件pbl_global.h，然后直接使用了这个外部全局变量gcProgramName，因此需要在tst.c对这个变量进行定义。
2 解决方法
找到原因后，解决就很简单了：只要在test.c程序中定义这个外部全局变量gcProgramName即可。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 | #include <stdio.h> //定义外部全局变量，解决libsrcpbl.so: undefined reference to gcProgramName的问题 char gcProgramName20 + 1 = {0x00}; int main( int argc, char ** argv ) { //在这里就可以随便赋值使用了 memcpy( gcProgramName, "TestPrg", strlen( "TestPrg" ) ); printf( "exit\n" ); return 0; } |
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最后重新make一下，链接生成ELF文件成功！
4 总结
在make编译链接某个动态库lxx.so时，如果报libxx.so: undefined reference to xx的话，很可能是由下面两种原因引起的。Unix/Linux系统中使用nm、objdump和readelf命令可以辅助调试目标文件。
1、链接的动态库中存在只做了声明的自定义的函数/全局变量，但是在其它对象文件中没有实现定义；
2、链接生成的目标文件中引用了某动态库的自定义函数/全局变量，但是没有通过`-lXX`选项链接进来。