undefined reference to symbol xxxxx和undefined symbol:xxxx错误的原因分析以及解决方法

Linux下编译程序时，经常会遇到“undefined reference to XXX” 报错，或者运行时出现undefined symbol:xxxx报错。

这里总结一些可能的原因和解决方案，给需要的朋友：
说到这两个错误，必须先提一下Linux gcc链接规则：
编译源代码时，链接的时候查找顺序是:
(1) -L 指定的路径, 从左到右依次查找
(2) 由环境变量 LIBRARY_PATH 指定的路径,使用":"分割从左到右依次查找
(3) /etc/ld.so.conf 指定的路径顺序
(4) /lib 和 /usr/lib (64位下是/lib64和/usr/lib64)

动态库调用的查找顺序:
(1) ld的-rpath参数指定的路径, 这是写死在代码中的
(2) ld脚本指定的路径
(3) LD_LIBRARY_PATH 指定的路径
(4) /etc/ld.so.conf 指定的路径
(5)/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，不难看出，undefined reference 和undefined symbol 错误的原因是：
(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,另外就是在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。