8.25.2018

"undefined reference to" 問題解決方法

2. 連結時缺少相關的庫文件（.a/.so）

在此，只舉個靜態庫的例子，假設源碼如下。

先把test.c編譯成靜態庫(.a)文件

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

至此，我們得到了test.a文件。我們開始編譯main.c

gcc -c main.c

這時，則生成了main.o文件，然後我們再通過如下命令進行連結希望得到可執行程序。

你會發現，編譯器報錯了：

/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函數的實現文件，由於該test函數的實現在test.a這個靜態庫中的，故在連結的時候需要在其後加入test.a這個庫，連結命令修改為如下形式即可。

gcc -o main main.o ./test.a //註：./ 是給出了test.a的路徑

【擴展】：同樣，為了把問題說清楚，上面我們把代碼的編譯連結分開了，如果希望一次性生成可執行程序，則可以對main.c和test.a執行如下命令。

gcc -o main main.c ./test.a //同樣，如果不加test.a也會報錯

原文網址：https://read01.com/GAQBKx.html

o, .a, .so, .la 如何產生

建立 .o
$ gcc -c test.c
建立 .a
$ ar -r libtest.a test1.o test2.o
建立動態函式庫 .so
$ gcc -Wall -fpic -shared test1.c test2.c -o libtest.so
鍊結函式庫
$ gcc -Wall -fpic -shared -Ltest test3.c -o libtest.so
建立 .la, .la 一般會使用 Makefile 產生, 可以透過下述命令產生:
$ libtool --mode=link gcc -o libmylib.la -rpath /usr/lib –L/usr/lib –la

Linux 的 .a / .so / .la 函式庫的差異

下述參考自此篇: Linux 下 .a / .so / .la 函式庫區別

.o (obj file) 是目標物件函式庫, 等同於 Windows 的 .obj
.a 為靜態函式庫, 可以是一個或多個 .o 合在一起, 用於靜態連結
.la 為 libtool 生成的共享函式庫, 其實是個設定的檔案. 可以用 file 代替
.la 可用 vi 來查看
.so 為動態函式庫, 類似 Windows 的 DLL(Dynamic-link library)檔.
補充: 還有一種附檔名為 .ko 的檔案, 不過它是 Linux 核心使用的動態連結文件, 屬於模組程式, 用來在 Linux 系統啟動時, 加掛核心模組用.

gcc -fPIC -shared -msse4.2 great_module.c -o great_module.dll

聊聊Python ctypes 模块

Brony

摘要：模块ctypes是Python内建的用于调用动态链接库函数的功能模块，一定程度上可以用于Python与其他语言的混合编程。由于编写动态链接库，使用C/C++是最常见的方式，故ctypes最常用于Python与C/C++混合编程之中。

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1. ctypes 的原理以及优缺点

从ctypes的文档中可以推断，在各个平台上均使用了对应平台动态加载动态链接库的方法，并通过一套类型映射的方式将Python与二进制动态链接库相连接。通过阅读ctypes本身的代码也可以印证这个推断（/Modules/_ctypes/_ctypes.c和/Modules/_ctypes/callproc.c）。在Windows平台下，最终调用的是Windows API中LoadLibrary函数和GetProcAddress函数，在Linux和Mac OS X平台下，最终调用的是Posix标准中的dlopen和dlsym函数。ctypes 实现了一系列的类型转换方法，Python的数据类型会包装或直接推算为C类型，作为函数的调用参数；函数的返回值也经过一系列的包装成为Python类型。也就是说，PyObject* <-> C types的转换是由ctypes内部完成的，这和SWIG是同一个原理。

从ctypes的实现原理不难看出：

ctypes 有以下优点：

Python内建，不需要单独安装
可以直接调用二进制的动态链接库
在Python一侧，不需要了解Python内部的工作方式
在C/C++一侧，也不需要了解Python内部的工作方式
对基本类型的相互映射有良好的支持

ctypes 有以下缺点：

平台兼容性差
不能够直接调用动态链接库中未经导出的函数或变量
对C++的支持差

就个人的经验来看，ctypes 适合于“中轻量级”的Python C/C++混合编程。特别是遇到第三方库提供动态链接库和调用文档，且没有编译器或编译器并不互相兼容的场合下，使用ctypes特别方便。值得注意的是，对于某种需求，在Python本身就可以实现的情况下（例如获取系统时间、读写文件等），应该优先使用Python自身的功能而不要使用操作系统提供的API接口，否则你的程序会丧失跨平台的特性。

2. 一个简单的例子

作为Python文档的一部分，ctypes 提供了完善的文档。但没有Windows API编程经验的初学者读ctypes文档仍然会晕头转向。这里举一个小例子，尽力避开Windows API以及POSIX本身的复杂性，读者只需要了解C语言即可。

在尝试本节例子之前，依然要搭建Python扩展编程环境。见搭建Python扩展开发环境 - 蛇之魅惑 - 知乎专栏

首先我们写一个C语言的小程序，然后把它编译成动态链接库。

//great_module.c
#include 

#ifdef _MSC_VER
    #define DLL_EXPORT __declspec( dllexport ) 
#else
    #define DLL_EXPORT
#endif

DLL_EXPORT int great_function(unsigned int n) {
    return _mm_popcnt_u32(n);
}

这个源文件中只有一个函数 great_function，它会调用Intel SSE4.2指令集的POPCNT指令（封装在_mm_popcnt_u32中），即计算一个无符号整数的二进制表示中“1”的个数。如果你的电脑是2010年前购买的，那么很可能不支持SSE4.2指令集，你只需要把return这一行改为 return n+1;即可，同样能够说明问题。

调用_mm_popcnt_u32需要包含Intel 指令集头文件nmmintrin.h，它虽然不是标准库的一部分，但是所有主流编译器都支持。

中间还有一坨#ifdef...#else...#endif，这个是给MSVC准备的。因为在MSVC下，动态链接库导出的函数必须加 __declspec( dllexport ) 进行修饰。而gcc（Linux和Mac OS X的默认编译器）下，所有函数默认均导出。

接下来把它编译为动态链接库。Windows下动态链接库的扩展名是dll，Linux下是so，Mac OS X下是dylib。这里为了方便起见，一律将扩展名设定为dll。

Windows MSVC 下编译命令：（启动Visual Studio命令提示）

cl /LD great_module.c /o great_module.dll

Windows GCC、Linux、Mac OS X下编译命令相同：

gcc -fPIC -shared -msse4.2 great_module.c -o great_module.dll

写一个Python程序测试它，这个Python程序是跨平台的：

from ctypes import *
great_module = cdll.LoadLibrary('./great_module.dll')
print great_module.great_function(13)

整数13是二进制的1101，所以应该输出3

小C無名酷