c静态库被c++程序调用时应该注意的问题

用 gcc 和 ar 编译的c静态库*.a，被c++程序调用，用g++编译。

1.头文件问题：c静态库的头文件一定要被其头文件要被 extern "C" 包围，否则可能出现undefined reference的问题，参考：

undefined reference问题总结

/article/4215895.html

最近在Linux下编程发现一个诡异的现象，就是在链接一个静态库的时候总是报错，类似下面这样的错误：

(.text+0x13): undefined reference to `func'

关于undefined reference这样的问题，大家其实经常会遇到，在此，我以详细地示例给出常见错误的各种原因以及解决方法，希望对初学者有所帮助。

1.
链接时缺失了相关目标文件（.o）

测试代码如下：





然后编译。

gcc -c test.c
gcc –c main.c

得到两个 .o 文件，一个是 main.o，一个是 test.o ，然后我们链接 .o 得到可执行程序：

gcc -o main main.o

这时，你会发现，报错了：

main.o: In function `main':
main.c:(.text+0x7): undefined reference to `test'
collect2: ld returned 1 exit status

这就是最典型的undefined reference错误，因为在链接时发现找不到某个函数的实现文件，本例中test.o文件中包含了test()函数的实现，所以如果按下面这种方式链接就没事了。

gcc -o main main.o test.o

【扩展】：其实上面为了让大家更加清楚底层原因，我把编译链接分开了，下面这样编译也会报undefined reference错，其实底层原因与上面是一样的。

gcc -o main main.c //缺少test()的实现文件

需要改成如下形式才能成功，将test()函数的实现文件一起编译。

gcc -o main main.c test.c //ok,没问题了

2.
链接时缺少相关的库文件（.a/.so）

在此，只举个静态库的例子，假设源码如下。





先把test.c编译成静态库(.a)文件

gcc -c test.c
ar -rc test.a test.o

至此，我们得到了test.a文件。我们开始编译main.c

gcc -c main.c

这时，则生成了main.o文件，然后我们再通过如下命令进行链接希望得到可执行程序。

gcc -o main main.o

你会发现，编译器报错了：

/tmp/ccCPA13l.o: In function `main':
main.c:(.text+0x7): undefined reference to `test'
collect2: ld returned 1 exit status

其根本原因也是找不到test()函数的实现文件，由于该test()函数的实现在test.a这个静态库中的，故在链接的时候需要在其后加入test.a这个库，链接命令修改为如下形式即可。

gcc -o main main.o ./test.a  //注：./ 是给出了test.a的路径

【扩展】：同样，为了把问题说清楚，上面我们把代码的编译链接分开了，如果希望一次性生成可执行程序，则可以对main.c和test.a执行如下命令。

gcc -o main main.c ./test.a  //同样，如果不加test.a也会报错

3.
链接的库文件中又使用了另一个库文件

这种问题比较隐蔽，也是我最近遇到的与网上大家讨论的不同的问题，举例说明如下，首先，还是看看测试代码。





从上图可以看出，main.c调用了test.c的函数，test.c中又调用了fun.c的函数。

首先，我们先对fun.c，test.c，main.c进行编译，生成 .o文件。

gcc -c func.c
gcc -c test.c
gcc -c main.c

然后，将test.c和func.c各自打包成为静态库文件。

ar –rc func.a func.o
ar –rc test.a test.o

这时，我们准备将main.o链接为可执行程序，由于我们的main.c中包含了对test()的调用，因此，应该在链接时将test.a作为我们的库文件，链接命令如下。

gcc -o main main.o test.a

这时，编译器仍然会报错，如下：

test.a(test.o): In function `test':
test.c:(.text+0x13): undefined reference to `func'collect2: ld returned 1 exit status

就是说，链接的时候，发现我们的test.a调用了func()函数，找不到对应的实现。由此我们发现，原来我们还需要将test.a所引用到的库文件也加进来才能成功链接，因此命令如下。

gcc -o main main.o test.a func.a

ok，这样就可以成功得到最终的程序了。同样，如果我们的库或者程序中引用了第三方库（如pthread.a）则同样在链接的时候需要给出第三方库的路径和库文件，否则就会得到undefined reference的错误。

4
多个库文件链接顺序问题

这种问题也非常的隐蔽，不仔细研究你可能会感到非常地莫名其妙。我们依然回到第3小节所讨论的问题中，在最后，如果我们把链接的库的顺序换一下，看看会发生什么结果？

gcc -o main main.o func.a test.a

我们会得到如下报错.

test.a(test.o): In function `test':
test.c:(.text+0x13): undefined reference to `func'collect2: ld returned 1 exit status

因此，我们需要注意，在链接命令中给出所依赖的库时，需要注意库之间的依赖顺序，依赖其他库的库一定要放到被依赖库的前面，这样才能真正避免undefined reference的错误，完成编译链接。

5.
在c++代码中链接c语言的库

如果你的库文件由c代码生成的，则在c++代码中链接库中的函数时，也会碰到undefined reference的问题。下面举例说明。

首先，编写c语言版库文件：





编译，打包为静态库：test.a

gcc -c test.c
ar -rc test.a test.o

至此，我们得到了test.a文件。下面我们开始编写c++文件main.cpp





然后编译main.cpp生成可执行程序：

g++ -o main main.cpp test.a

会发现报错：

/tmp/ccJjiCoS.o: In function `main':
main.cpp:(.text+0x7): undefined reference to `test()'
collect2: ld returned 1 exit status

原因就是main.cpp为c++代码，调用了c语言库的函数，因此链接的时候找不到，解决方法：即在main.cpp中，把与c语言库test.a相关的头文件包含添加一个extern "C"的声明即可。例如，修改后的main.cpp如下：

g++ -o main main.cpp test.a

再编译会发现，问题已经成功解决。

6.
总 结

当然，上面几种是我目前发现的比较常见的undefined reference错误的原因和解决方法，可能也有其他各种原因，欢迎大家来信lujun.hust@gmail.com交流，对本文档进行补充，方面新手们解决学习过程中遇到的各种问题。

2.结构体对齐问题。很多c库为了提高效率，对结构体直接在内存上进行操作，用gcc编译后单独运行没问题，但是，集成到c++里面就出问题了，因为g++默认会对结构体的内存进行对齐，对齐方式很可能跟gcc的方式不一样。解决方式是强制c库的结构体不进行对齐：用#pragma pack (1) 和 #pragma pack (）将结构体的定义包围起来即可。参考：

#pragma pack(push,1) & #pragma pack(pop)

分类： C++/C2010-03-16
10:29 3414人阅读 评论(4) 收藏 举报

编译器structalignment网络协议编程float

1 引子

在程序中，有的时候我们定义结构体的时候，要用#pragma pack(push,1) & #pragma pack(pop)类似代码将结构体包起来。

一般形式如下：

#pragma pack(push,1)；

struct A

{

} ；

#pragma pack(pop)；

这么做有什么目的呢？

注：下列内容来自网络。

2 #pragma pack简介

#pragma pack是指定数据在内存中的对齐方式，

在C语言中，结构是一种复合数据类型，其构成元素既可以是基本数据类型（如int、long、float等）的变量，也可以是一些复合数据类型（如数组、结构、联合等）的数据单元。在结构中，编译器为结构的每个成员按其自然对界（alignment）条件分配空间。各个成员按照它们被声明的顺序在内存中顺序存储，第一个成员的地址和整个结构的地址相同。

例 1：

struct sample

{

char a;

double b;

};

若不用#pragma pack(1)和#pragma pack()括起来，则sample按编译器默认方式对齐（成员中size最大的那个）。即按8字节（double）对齐，则sizeof(sample)==16.成员char a占了8个字节（其中7个是空字节）

若用#pragma pack(1)，则sample按1字节方式对齐sizeof(sample)＝＝9.（无空字节）

例 2：下面的结构各成员空间分配情况：

struct test

{

char x1;

short x2;

float x3;

char x4;

};

结构的第一个成员x1，其偏移地址为0，占据了第1个字节。第二个成员x2为short类型，其起始地址必须2字节对界，因此，编译器在x2和x1之间填充了一个空字节。结构的第三个成员x3和第四个成员x4恰好落在其自然对界地址上，在它们前面不需要额外的填充字节。在test结构中，成员x3要求4字节对界，是该结构所有成员中要求的最大对界单元，因而test结构的自然对界条件为4字节，编译器在成员x4后面填充了3个空字节。整个结构所占据空间为12字节。更改C编译器的缺省字节对齐方式

在缺省情况下，C编译器为每一个变量或是数据单元按其自然对界条件分配空间。一般地，可以通过下面的方法来改变缺省的对界条件：

　　· 使用伪指令#pragma pack (n)，C编译器将按照n个字节对齐。

· 使用伪指令#pragma pack ()，取消自定义字节对齐方式。

另外，还有如下的一种方式：

· __attribute((aligned (n)))，让所作用的结构成员对齐在n字节自然边界上。如果结构中有成员的长度大于n，则按照最大成员的长度来对齐。

· __attribute__ ((packed))，取消结构在编译过程中的优化对齐，按照实际占用字节数进行对齐。

以上的n = 1, 2, 4, 8, 16... 第一种方式较为常见。

3 应用实例

　　在网络协议编程中，经常会处理不同协议的数据报文。一种方法是通过指针偏移的方法来得到各种信息，但这样做不仅编程复杂，而且一旦协议有变化，程序修改起来也比较麻烦。在了解了编译器对结构空间的分配原则之后，我们完全可以利用这一特性定义自己的协议结构，通过访问结构的成员来获取各种信息。这样做，不仅简化了编程，而且即使协议发生变化，我们也只需修改协议结构的定义即可，其它程序无需修改，省时省力。下面以TCP协议首部为例，说明如何定义协议结构。其协议结构定义如下：

#pragma pack(1) // 按照1字节方式进行对齐 struct TCPHEADER { short SrcPort; // 16位源端口号 short DstPort; // 16位目的端口号 int SerialNo; // 32位序列号 int AckNo; // 32位确认号 unsigned char HaderLen : 4; // 4位首部长度 unsigned char Reserved1 : 4; // 保留6位中的4位 unsigned char Reserved2 : 2; // 保留6位中的2位 unsigned char URG : 1; unsigned char ACK : 1; unsigned char PSH : 1; unsigned char RST : 1; unsigned char SYN : 1; unsigned char FIN : 1; short WindowSize; // 16位窗口大小 short TcpChkSum; // 16位TCP检验和 short UrgentPointer; // 16位紧急指针 }; #pragma pack()

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