使用链接器帮助诊断错误

大多数现代链接器都有一个冗长的选项，可以在不同程度上打印出来；

链接调用（命令行），关于链接阶段中包括哪些库的数据，库的位置，使用的搜索路径。

用于gcc和clang；通常会在命令行中添加-v-Wl、--verbose或-v-Wl和-v。更多详情请点击此处；

Linux ld手册页。LLVM链接器页。“GCC简介”第9章。

对于MSVC，/VERBOSE（特别是/VERBOSE：LIB）将添加到链接命令行。

/VERBOSE链接器选项上的MSDN页面。

什么是“未定义的引用/未解析的外部符号”

我将尝试解释什么是“未定义的引用/未解析的外部符号”。

注意：我使用的是g++和Linux，所有示例都是针对它的

例如，我们有一些代码

// src1.cpp
void print();

static int local_var_name; // 'static' makes variable not visible for other modules
int global_var_name = 123;

int main()
{
    print();
    return 0;
}

and

// src2.cpp
extern "C" int printf (const char*, ...);

extern int global_var_name;
//extern int local_var_name;

void print ()
{
    // printf("%d%d\n", global_var_name, local_var_name);
    printf("%d\n", global_var_name);
}

生成对象文件

$ g++ -c src1.cpp -o src1.o
$ g++ -c src2.cpp -o src2.o

在汇编程序阶段之后，我们有一个对象文件，其中包含要导出的任何符号。看看这些符号

$ readelf --symbols src1.o
  Num:    Value          Size Type    Bind   Vis      Ndx Name
     5: 0000000000000000     4 OBJECT  LOCAL  DEFAULT    4 _ZL14local_var_name # [1]
     9: 0000000000000000     4 OBJECT  GLOBAL DEFAULT    3 global_var_name     # [2]

我拒绝了输出中的一些行，因为它们无关紧要

因此，我们看到要导出的以下符号。

[1] - this is our static (local) variable (important - Bind has a type "LOCAL")
[2] - this is our global variable

src2.cpp不导出任何内容，我们没有看到它的符号

链接我们的对象文件

$ g++ src1.o src2.o -o prog

并运行它

$ ./prog
123

Linker看到导出的符号并将其链接起来

// src2.cpp
extern "C" int printf (const char*, ...);

extern int global_var_name;
extern int local_var_name;

void print ()
{
    printf("%d%d\n", global_var_name, local_var_name);
}

并重建对象文件

$ g++ -c src2.cpp -o src2.o

好的（没有错误），因为我们只构建对象文件，链接还没有完成。尝试链接

$ g++ src1.o src2.o -o prog
src2.o: In function `print()':
src2.cpp:(.text+0x6): undefined reference to `local_var_name'
collect2: error: ld returned 1 exit status

发生这种情况是因为我们的local_var_name是静态的，即它对其他模块不可见。现在更深入。获取翻译阶段输出

$ g++ -S src1.cpp -o src1.s

// src1.s
look src1.s

    .file   "src1.cpp"
    .local  _ZL14local_var_name
    .comm   _ZL14local_var_name,4,4
    .globl  global_var_name
    .data
    .align 4
    .type   global_var_name, @object
    .size   global_var_name, 4
global_var_name:
    .long   123
    .text
    .globl  main
    .type   main, @function
main:
; assembler code, not interesting for us
.LFE0:
    .size   main, .-main
    .ident  "GCC: (Ubuntu 4.8.2-19ubuntu1) 4.8.2"
    .section    .note.GNU-stack,"",@progbits

所以，我们看到local_var_name没有标签，这就是链接器找不到它的原因。但我们是黑客：），我们可以修复它。在文本编辑器中打开src1.s并更改

.local  _ZL14local_var_name
.comm   _ZL14local_var_name,4,4

to

    .globl  local_var_name
    .data
    .align 4
    .type   local_var_name, @object
    .size   local_var_name, 4
local_var_name:
    .long   456789

也就是说，你应该像下面这样

    .file   "src1.cpp"
    .globl  local_var_name
    .data
    .align 4
    .type   local_var_name, @object
    .size   local_var_name, 4
local_var_name:
    .long   456789
    .globl  global_var_name
    .align 4
    .type   global_var_name, @object
    .size   global_var_name, 4
global_var_name:
    .long   123
    .text
    .globl  main
    .type   main, @function
main:
; ...

我们已经更改了localvarname的可见性，并将其值设置为456789。尝试从中构建对象文件

$ g++ -c src1.s -o src2.o

好，请参阅readelf输出（符号）

$ readelf --symbols src1.o
8: 0000000000000000     4 OBJECT  GLOBAL DEFAULT    3 local_var_name

现在local_var_name具有绑定GLOBAL（以前是local）

link

$ g++ src1.o src2.o -o prog

并运行它

$ ./prog 
123456789

好的，我们破解它：）

因此，当链接器在对象文件中找不到全局符号时，就会发生“未定义的引用/未解析的外部符号错误”。

跨模块.dll（编译器特定）错误地导入/导出方法/类。

MSVS要求您使用__declspec（dllexport）和__declsspec（dllimport）指定要导出和导入的符号。

这种双重功能通常通过使用宏来实现：

#ifdef THIS_MODULE
#define DLLIMPEXP __declspec(dllexport)
#else
#define DLLIMPEXP __declspec(dllimport)
#endif

宏THIS_MODULE只能在导出函数的模块中定义。这样，声明：

DLLIMPEXP void foo();

扩展到

__declspec(dllexport) void foo();

并且告诉编译器导出函数，因为当前模块包含其定义。当将声明包含在不同的模块中时，它将扩展到

__declspec(dllimport) void foo();

并且告诉编译器，该定义位于链接到的一个库中（另请参见1）。

您可以使用类似的导入/导出类：

class DLLIMPEXP X
{
};

我的例子：

头文件

class GameCharacter : public GamePart
{
    private:
        static vector<GameCharacter*> characterList;
...
}

.cpp文件：

vector<GameCharacter*> characterList;

这产生了“未定义”加载程序错误，因为“characterList”被声明为静态成员变量，但被定义为全局变量。

我加上这个是因为——虽然其他人在一长串需要注意的事情中列出了这个案例——但这个列表并没有给出示例。这是一个更值得寻找的例子，尤其是在C++中。

修复方法是向全局变量添加限定以定义静态数据成员：

vector<GameCharacter*> GameCharacter::characterList;

同时保持收割台相同。

链接的.lib文件与.dll关联

我也有同样的问题。假设我有项目MyProject和TestProject。我已经有效地将MyProject的lib文件链接到TestProject。然而，此lib文件是在构建MyProject的DLL时生成的。此外，我没有包含MyProject中所有方法的源代码，只包含对DLL入口点的访问。

为了解决这个问题，我将MyProject构建为LIB，并将TestProject链接到此.LIB文件（我将生成的.LIB文件复制粘贴到TestProject文件夹中）。然后我可以再次将MyProject构建为DLL。它正在编译，因为TestProject链接到的库确实包含MyProject中类中所有方法的代码。

尽管这是一个有多个公认答案的老问题，但我想分享如何解决一个晦涩的“未定义引用”错误。

不同版本的库

我使用别名来引用std:：filesystem：：path：filesystem自C++17以来就在标准库中，但我的程序也需要在C++14中编译，所以我决定使用变量别名：

#if (defined _GLIBCXX_EXPERIMENTAL_FILESYSTEM) //is the included filesystem library experimental? (C++14 and newer: <experimental/filesystem>)
using path_t = std::experimental::filesystem::path;
#elif (defined _GLIBCXX_FILESYSTEM) //not experimental (C++17 and newer: <filesystem>)
using path_t = std::filesystem::path;
#endif

假设我有三个文件：main.cpp、file.h、file.cpp：

file.h#include的＜实验：：filesystem＞，并包含上面的代码file.cpp，file.h的实现，#include的“file.h”main.cpp#include的<文件系统>和“file.h”

注意main.cpp和file.h中使用的不同库。由于main.cpp#在＜filesystem＞之后包含了“file.h”，所以这里使用的文件系统版本是C++17版本。我曾经用以下命令编译程序：

$g++-g-std=c++17-c main.cpp->将main.cpp编译为main.o$g++-g-std=c++17-c file.cpp->将file.cpp和file.h编译为file.o$g++-g-std=c++17-o可执行文件main.o file.o-lsdc++fs->链接main.o和file.o

这样，任何包含在file.o中并在main.o中使用的需要path_t的函数都会出现“未定义的引用”错误，因为main.o引用std:：filesystem：：path，而file.o引用的是std:：experimental：：filesystem:：path。

决议

为了解决这个问题，我只需要将file.h中的＜experimental：：filesystem＞更改为＜filesystem＞。