解析库中的符号

第 3 部分 — 应用程序启动时发生什么情况？

第 4 部分 — 避免链接问题

第 5 部分 — C++ 库
第 6 部分 — 解决初始化顺序问题
第 7 部分 — 使用符号作用域避免链接问题
第 8 部分 — 结束语及最佳实践总结

链接应用程序时，链接程序检查应用程序中的所有符号，以验证这些符号是否能解析成链接行中指定的库中的符号。引发这一操作的标志是 -z defs，只要链接应用程序，就会自动包括此标志。链接库时，默认情况下不 包括此标志。这意味着，即使不能解析库的所有外部依赖项，也可照常链接库。

ldd 是用于检查可执行文件或库链接到哪些共享对象的命令。清单 1 显示在主可执行文件和其中一个共享库上运行 ldd 的结果。

  $ ldd main
  lib2.so =>       codes/library/lib2.so
  lib1.so =>       codes/library/lib1.so
  libc.so.1 =>     /lib/libc.so.1
  libm.so.2 =>     /lib/libm.so.2
  $ ldd lib1.so
  $

输出显示该应用程序依赖于 lib1.so、lib2.so、libc.so 和 libm.so。当 ldd 用于 lib1.so 时，它报告该库没有依赖项。应当按照与应用程序相同的方式对库进行链接，以便记录它们的运行时依赖关系。通过在库的链接行上传递 -z defs，即可开始识别未解析的符号，如清单 2 所示。

  $ cc -G -Kpic lib1.c -o lib1.so -z defs
  Undefined                       first referenced
  symbol                             in file
  printf                              lib1.o
  ld: fatal: Symbol referencing errors. No output written to lib1.so

错误信息显示 printf() 在库中有未解析的符号。这可以通过使用 -lc 在链接行上显式列出 libc.so 来修复，如清单 3 所示。

  $ cc -G -Kpic lib1.c -o lib1.so -lc -z defs
  $ ldd lib1.so
  libc.so.1 =>     /lib/libc.so.1

列出 libc.so 后，链接继续，并将 libc.so 记录为该库的依赖项。

建议在链接行包括相关的库，并使用标志 -z defs 创建库。这样做可以确保应用程序的任何支持库中不会有任何丢失的符号。如果未采用此方法，则可能要到链接主应用程序时才能检测到未解析的符号，或者在动态加载库的情况下，可能要到运行时才能检测到。清单 4 显示经过修改后存在未解析依赖项的 lib1.c 代码。

  $ more lib1.c
  #include ‹stdio.h›

  void widget();

  void f()
  {
  printf("In library 1\n");
  widget();
  }

清单 5 显示了库的编译过程，以及随后编译应用程序的过程。链接应用程序时，链接程序会报告未解析的符号。

  $ cc -G -Kpic lib1.c -o lib1.so
  $ cc -o main main.c -L. -R'$ORIGIN' -l1 -l2
  Undefined                       first referenced
  symbol                             in file
  widget                              ./lib1.so
  ld: fatal: Symbol referencing errors. No output written to main

本文所讨论的方法在构建依赖库的应用程序时非常有用。不过，应用程序的链接步骤给了链接程序检查所有已解析符号的机会。当应用程序在运行时通过调用 dlopen() 加载库时，这些方法将变得非常重要。在这种情况下，构建库时使用显式依赖项并使用标志 -z defs 警告存在未解析符号将非常重要。加载并非所有符号均已解析的库可能会导致应用程序失败。

另外值得调查的是，应用程序是否链接了任何未被使用的库。对应用程序或库使用实用程序 ldd 及 -r -U 选项时，ldd 将报告未使用的库以及已使用但当前未解析的库。

建议总结

• 应使用链接程序选项 -z defs 来链接库，以便早期检测未解析的符号。
• 链接库时，应在链接行显式列出该库所需要的库。列出所有需要的库有助于链接程序确定库的正确初始化顺序。
• 对库使用 ldd -r -U 可验证库是否有不需要的依赖项或未解析的符号。