创建和使用静态库(问题：undefined reference)

1、用vim创建一个静态库，库中包含4个函数，分别为加、减、乘、除，源程序文件取名为static_lib.c，代码如下：

// this is a static lib function made at 2011.11.15

int add(int a, int b)
{
        return a+b;

}

int sub(int a, int b)
{
        return a-b;

}

int mul(int a, int b)
{
        return a*b;

}

int div(int a, int b)
{
        return a/b;

}

2、在shell中编译static_lib.c成静态库static_lib.a

[HLinuxH@M-S temp]$ vim static_lib.c                   //创建源文件

[HLinuxH@M-S temp]$ gcc -c static_lib.c                //编译源文件使它生成一个可重定位的目标文件

[HLinuxH@M-S temp]$ ls                                 //查看目录文件，有发现生成了static_lib.o
static_lib.c static_lib.o

[HLinuxH@M-S temp]$ ar rcs static_lib.a static_lib.o    //用ar工具生成静态库，参数r表示把列表
                                                        //中目标文件加入到静态库中；参数c表示
                                                        //若指定静态库不存在则创建该库；参数s
                                                        //表示更新静态库文件索引使其包含新加入
                                                        //的目标文件内容。

[HLinuxH@M-S temp]$ ls                                  //查看目录，有发现生成了static_lib.a
static_lib.a  static_lib.c  static_lib.o

[HLinuxH@M-S temp]$

3、用vim创建一个头文件，使应用程序可以正确引用该库中的全局符号，头文件源文件命名为static_lib.h，代码如下：

//this is the lib declare function for static_lib.a made at 2011.11.15

extern int add(int a, int b); //declare add function
extern int sub(int a, int b); //declare sub function
extern int mul(int a, int b); //declare mul function
extern int div(int a, int b); //declare div function

4、用vim创建一个应用程序并命名为main.c，该程序实现功能很简单：接受用户输入两个数，调用static_lib.a库中的函数进行加减乘除。代码如下：

//this function is a test function made at 2011.11.15

#include <stdio.h>
#include "static_lib.h"

int main(){
        int a, b;

        printf("please input a and b:\n");
        scanf("%d%d",&a,&b);
        printf("the add : %d\n",add(a, b));
        printf("the sub : %d\n",sub(a, b));
        printf("the mul : %d\n",mul(a, b));
        printf("the div : %d\n",div(a, b));

        return 0;
}

5、编译应用程序：
   不正确编译的错误提示：

 //此时目录下的文件
 [HLinuxH@M-S temp]$ ls

main.c  static_lib.a  static_lib.c  static_lib.h  static_lib.o

 
 //第一种方法
 //用-l参数指定静态库名为static_lib.a，后面紧跟库名，不要有空格。此参数的应用要放在编译源文件名称之后

[HLinuxH@M-S temp]$ gcc main.c -lstatic_lib.a -o main
/usr/bin/ld: cannot find -lstatic_lib.a
collect2: ld 返回 1

                                               //但是链接程序ld提示错误，说找不到这个文件


 //第二种方法
 //用-L指定库文件的搜索路径，下面的“.”表示当前路径。

[HLinuxH@M-S temp]$ gcc -L. main.c -o main
/tmp/ccgc4FO5.o: In function `main':
main.c:(.text+0x42): undefined reference to `add'
main.c:(.text+0x67): undefined reference to `sub'
main.c:(.text+0x8c): undefined reference to `mul'
collect2: ld 返回 1

                                              //还是错误，此时提示发现没有定义的函数，(但函数定义
                                              //在库里面，也即说没有找到库)


 //第三种方法
 //用-static选项对库进行链接，指定库位置和名称

[HLinuxH@M-S temp]$ gcc main.c -static ./static_lib.a -o main
/usr/bin/ld: cannot find -lc
collect2: ld 返回 1

                                              //还是错误，找不到lc

[HLinuxH@M-S temp]$

正确编译：

[HLinuxH@M-S temp]$ ls                                 //此时该目标下已有文件
main.c  static_lib.a  static_lib.c  static_lib.h  static_lib.o
[HLinuxH@M-S temp]$ gcc -c main.c                      //编译main.c生成main.o
[HLinuxH@M-S temp]$ ls
main.c  main.o  static_lib.a  static_lib.c  static_lib.h  static_lib.o
[HLinuxH@M-S temp]$ gcc -o main main.o ./static_lib.a   //加入静态库static_lib.a编译
[HLinuxH@M-S temp]$ ls                                  //此时目标下生成了main可执行文件
main  main.c  main.o  static_lib.a  static_lib.c  static_lib.h  static_lib.o
[HLinuxH@M-S temp]$ ./main                              //运行程序
please input a and b:                                   //提示输入
11 11                                                   //人工输入两个数
the add : 22                                            //下面的为运行结果
the sub : 0
the mul : 121
the div : 1
[HLinuxH@M-S temp]$

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以下摘自网络
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摘自：
（陈运文）来自CSDN博客

Linux gcc链接规则：

链接的时候查找顺序是:
-L指定的路径,从左到右依次查找由环境变量 LIBRARY_PATH 指定的路径,使用":"分割从左到右依次查找/etc/ld.so.conf 指定的路径顺序/lib和/usr/lib（64位下是/lib64和/usr/lib64)

动态库调用的查找顺序:
ld的-rpath参数指定的路径, 这是写死在代码中的ld脚本指定的路径LD_LIBRARY_PATH 指定的路径/etc/ld.so.conf 指定的路径/lib和/usr/lib(64位下是/lib64和/usr/lib64)

一般情况链接的时候我们采用-L的方式指定查找路径, 调用动态链接库的时候采用LD_LIBRARY_PATH的方式指定链接路径。
另外注意一个问题,就是只要查找到第一个就会返回,后面的不会再查找。比如-L./A -L./B -lx 在A中有libx.a B中有libx.a和libx.so, 这个时候会使用在./A的libx.a 而不会遵循动态库优先的原则,因为./A是先找到的,并且没有同名动态库存在。
对于动态链接库，实际的符号定位是在运行期进行的。在编译.so的时候，如果没有把它需要的库和他一起进行联编，比如libx.so 需要使用uldict, 但是忘记在编译libx.so的时候加上-luldict的话，在编译libx.so的时候不会报错，因为这个时候libx.so被认为是一个库，它里面存在一些不知道具体实现的符号是合法的，是可以在运行期指定或者编译另外的二进制程序的时候指定。
如果是采用g++ -Lpath -lx 的方式进行编译，链接器会发现所需要的uldict的符号表找不到从而报错，但是如果是程序采用dlopen的方式载入，由于是运行期，这个程序在这个地方就直接运行报错了。另外还有一种情况就是一个对外的接口在动态库中已经声明定义了，但是忘记实现了，这个时候也会产生类似的错误。如果在运行期报出这样的错误，就要注意是否是由于某些库没有链接进来或者某些接口没有实现的原因产生

有了上述基础，不难总结出，undefined reference error错误的原因可能来自以下几方面：

1 没有指定对应的库（.o/.a/.so）
使用了库中定义的实体，但没有指定库（-lXXX）或者没有指定库路径（-LYYY），会导致该错误,

2 连接库参数的顺序不对
在默认情况下,对于-l 使用库的要求是越是基础的库越要写在后面,无论是静态还动态

3 gcc/ld 版本不匹配
gcc/ld的版本的兼容性问题,由于gcc2 到 gcc3大版本的兼容性存在问题(其实gcc3.2到3.4也一定程度上存在这样的问题) 当在高版本机器上使用低版本的机器就会导致这样的错误, 这个问题比较常见在32位的环境上, 另外就在32位环境不小心使用了64位的库或者反过来64位环境使用了32位的库.

4 C/C++相互依赖和链接
gcc和g++编译结果的混用需要保证能够extern "C" 两边都可以使用的接口,在我们的64位环境中gcc链接g++的库还需要加上 -lstdc++,具体见前文对于混合编译的说明

5 运行期报错
这个问题基本上是由于程序使用了dlopen方式载入.so, 但.so没有把所有需要的库都链接上,具体参加上文中对于静态库和动态库混合使用的说明