仍然存在未定义的符号，但是共享库可以编译并且似乎可以正常运行

编程问答 2022-06-13

问题描述

我的目标是从SUNDIALS 2.7.0构建共享库-这些是用C编写的常微分方程的求解器。

我已经下载了源代码，并遵循了安装指南：

  1. 运行Cmake（带有GUI），选中选项“ CVODE” （这是可用的求解器之一，这是我想要的唯一解决方案），“构建共享库”和“使用通用（std- c）数学库”并生成了Makefile。
  2. 在Linux控制台中运行make && make install，生成了我的共享库，完全没有错误消息。 输出为：
$ make
Scanning dependencies of target sundials_nvecserial_shared
[  3%] Building C object src/nvec_ser/CMakeFiles/sundials_nvecserial_shared.dir/nvector_serial.c.o
[  7%] Building C object src/nvec_ser/CMakeFiles/sundials_nvecserial_shared.dir/__/sundials/sundials_math.c.o
[ 11%] Linking C shared library libsundials_nvecserial.so
[ 11%] Built target sundials_nvecserial_shared
Scanning dependencies of target sundials_cvode_shared
[ 14%] Building C object src/cvode/CMakeFiles/sundials_cvode_shared.dir/cvode.c.o
[ 18%] Building C object src/cvode/CMakeFiles/sundials_cvode_shared.dir/cvode_io.c.o
[ 22%] Building C object src/cvode/CMakeFiles/sundials_cvode_shared.dir/cvode_direct.c.o
[ 25%] Building C object src/cvode/CMakeFiles/sundials_cvode_shared.dir/cvode_band.c.o
[ 29%] Building C object src/cvode/CMakeFiles/sundials_cvode_shared.dir/cvode_dense.c.o
[ 33%] Building C object src/cvode/CMakeFiles/sundials_cvode_shared.dir/cvode_diag.c.o
[ 37%] Building C object src/cvode/CMakeFiles/sundials_cvode_shared.dir/cvode_spils.c.o
[ 40%] Building C object src/cvode/CMakeFiles/sundials_cvode_shared.dir/cvode_spbcgs.c.o
[ 44%] Building C object src/cvode/CMakeFiles/sundials_cvode_shared.dir/cvode_spgmr.c.o
[ 48%] Building C object src/cvode/CMakeFiles/sundials_cvode_shared.dir/cvode_sptfqmr.c.o
[ 51%] Building C object src/cvode/CMakeFiles/sundials_cvode_shared.dir/cvode_sparse.c.o
[ 55%] Building C object src/cvode/CMakeFiles/sundials_cvode_shared.dir/cvode_bandpre.c.o
[ 59%] Building C object src/cvode/CMakeFiles/sundials_cvode_shared.dir/cvode_bbdpre.c.o
[ 62%] Building C object src/cvode/CMakeFiles/sundials_cvode_shared.dir/__/sundials/sundials_nvector.c.o
[ 66%] Building C object src/cvode/CMakeFiles/sundials_cvode_shared.dir/__/sundials/sundials_math.c.o
[ 70%] Building C object src/cvode/CMakeFiles/sundials_cvode_shared.dir/__/sundials/sundials_direct.c.o
[ 74%] Building C object src/cvode/CMakeFiles/sundials_cvode_shared.dir/__/sundials/sundials_band.c.o
[ 77%] Building C object src/cvode/CMakeFiles/sundials_cvode_shared.dir/__/sundials/sundials_dense.c.o
[ 81%] Building C object src/cvode/CMakeFiles/sundials_cvode_shared.dir/__/sundials/sundials_iterative.c.o
[ 85%] Building C object src/cvode/CMakeFiles/sundials_cvode_shared.dir/__/sundials/sundials_sparse.c.o
[ 88%] Building C object src/cvode/CMakeFiles/sundials_cvode_shared.dir/__/sundials/sundials_spbcgs.c.o
[ 92%] Building C object src/cvode/CMakeFiles/sundials_cvode_shared.dir/__/sundials/sundials_spgmr.c.o
[ 96%] Building C object src/cvode/CMakeFiles/sundials_cvode_shared.dir/__/sundials/sundials_sptfqmr.c.o
[100%] Linking C shared library libsundials_cvode.so
[100%] Built target sundials_cvode_shared
$ sudo make install
[ 11%] Built target sundials_nvecserial_shared
[100%] Built target sundials_cvode_shared
Install the project...
-- Install configuration: ""
-- Installing: /usr/local/include/sundials/sundials_config.h

Install shared components

-- Installing: /usr/local/include/sundials/sundials_band.h
-- Installing: /usr/local/include/sundials/sundials_dense.h
-- Installing: /usr/local/include/sundials/sundials_direct.h
-- Installing: /usr/local/include/sundials/sundials_iterative.h
-- Installing: /usr/local/include/sundials/sundials_math.h
-- Installing: /usr/local/include/sundials/sundials_nvector.h
-- Installing: /usr/local/include/sundials/sundials_fnvector.h
-- Installing: /usr/local/include/sundials/sundials_pcg.h
-- Installing: /usr/local/include/sundials/sundials_sparse.h
-- Installing: /usr/local/include/sundials/sundials_spbcgs.h
-- Installing: /usr/local/include/sundials/sundials_spfgmr.h
-- Installing: /usr/local/include/sundials/sundials_spgmr.h
-- Installing: /usr/local/include/sundials/sundials_sptfqmr.h
-- Installing: /usr/local/include/sundials/sundials_types.h

Install NVECTOR_SERIAL

-- Installing: /usr/local/lib/libsundials_nvecserial.so.2.7.0
-- Installing: /usr/local/lib/libsundials_nvecserial.so.2
-- Installing: /usr/local/lib/libsundials_nvecserial.so
-- Installing: /usr/local/include/nvector/nvector_serial.h

Install CVODE

-- Installing: /usr/local/lib/libsundials_cvode.so.2.9.0
-- Installing: /usr/local/lib/libsundials_cvode.so.2
-- Installing: /usr/local/lib/libsundials_cvode.so
-- Installing: /usr/local/include/cvode/cvode_band.h
-- Installing: /usr/local/include/cvode/cvode_bandpre.h
-- Installing: /usr/local/include/cvode/cvode_bbdpre.h
-- Installing: /usr/local/include/cvode/cvode_dense.h
-- Installing: /usr/local/include/cvode/cvode_diag.h
-- Installing: /usr/local/include/cvode/cvode_direct.h
-- Installing: /usr/local/include/cvode/cvode.h
-- Installing: /usr/local/include/cvode/cvode_sparse.h
-- Installing: /usr/local/include/cvode/cvode_spbcgs.h
-- Installing: /usr/local/include/cvode/cvode_spgmr.h
-- Installing: /usr/local/include/cvode/cvode_spils.h
-- Installing: /usr/local/include/cvode/cvode_sptfqmr.h
-- Installing: /usr/local/include/cvode/cvode_impl.h

这些共享库在我的项目中似乎可以正常运行，为此我需要它们-常微分方程正在被求解，并且输出似乎与其他独立于这些的求解器相同。

但是有一个大但是：）： 检查生成的共享库中未定义的符号会向我显示标准功能的简短列表-以下是共享库的输出：

$ nm -D --undefined-only libsundials_cvode.so.2.9.0
                 w __cxa_finalize
                 U exp
                 U fprintf
                 U fputc
                 U free
                 U fwrite
                 w __gmon_start__
                 w _ITM_deregisterTMCloneTable
                 w _ITM_registerTMCloneTable
                 U malloc
                 U memset
                 U pow
                 U printf
                 U putchar
                 U realloc
                 U sqrt
                 U __stack_chk_fail
                 U stderr
                 U vsprintf

和

$ nm -D --undefined-only libsundials_nvecserial.so.2.7.0
                 w __cxa_finalize
                 U exp
                 U free
                 w __gmon_start__
                 w _ITM_deregisterTMCloneTable
                 w _ITM_registerTMCloneTable
                 U malloc
                 U pow
                 U printf
                 U putchar
                 U sqrt

打印共享库依赖项会给出：

$ ldd -r libsundials_nvecserial.so
    linux-vdso.so.1 (0x00007ffd657a5000)
    libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007fecd8155000)
    /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007fecd874c000)
undefined symbol: exp   (./libsundials_nvecserial.so)
undefined symbol: pow   (./libsundials_nvecserial.so)
undefined symbol: sqrt  (./libsundials_nvecserial.so)

和

$ ldd -r libsundials_cvode.so        linux-vdso.so.1 (0x00007ffe6a1ff000)
    libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007f6cd55ac000)
    /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007f6cd5bc8000)
undefined symbol: exp   (./libsundials_cvode.so)
undefined symbol: pow   (./libsundials_cvode.so)
undefined symbol: sqrt  (./libsundials_cvode.so)

例如，有 SUNRsqrt 之类的函数是在 sqrt 上定义的，并且在实际的数值计算中非常重要-这个事实以及未定义符号的存在让我感到困惑，并担心共享库的可靠性。

在生成共享库之前，我已经将所有适当的路径设置为环境变量LD_LIBRARY_PATH（顺便说一下，它之前是空的）：

$ export LD_LIBRARY_PATH="/usr/lib:/usr/lib/x86_64-linux-gnu:/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu"
$ echo $LD_LIBRARY_PATH
/usr/lib:/usr/lib/x86_64-linux-gnu:/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu

例如，C标准库 libc.so 和C数学库 libm.so 存储在 / usr / lib / x86_64-linux- gnu ，而GNU事务性内存库 libitim.so 存储在 / usr / lib / gcc / x86_64-linux-gnu 中（尽管版本为1.0。其中0也位于 / usr / lib / x86_64-linux-gnu ）。

OS，Cmake，GNU C编译器和GNU Make的版本：

$ lsb_release -d
Description:    Ubuntu 18.04.5 LTS
$ cmake --version
cmake version 3.18.2
$ gcc --version
gcc (Ubuntu 7.5.0-3ubuntu1~18.04) 7.5.0
$ make --version
GNU Make 4.1

任何评论将不胜感激。

P.S。 这种情况是完全可重现的，因为这完全是关于从SUNDIALS 2.7.0源(direct download link)生成共享库并检查未定义符号上的共享库。

解决方法

您使用ldd定义了未定义的符号，因为这样创建的文件没有使用-lm选项。但是，只要将最终可执行文件与-lm选项链接在一起，就不会有问题。对于与test_nvector_serial链接的-lm -lrt之类的测试，就是这样做的。

您可以通过使用make VERBOSE=1在详细模式下运行make来查看所有这些信息。 如果您尝试在没有-lm的情况下生成可执行文件，则将有collect2: error: ld returned 1 exit status且链接器会抱怨exp，pow和sqrt。 如果在创建so文件时添加了-lm（我做到了）。您会看到：

ldd -r ./src/nvec_ser/libsundials_nvecserial.so
    linux-vdso.so.1 (0x00007ffe1a769000)
    libm.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libm.so.6 (0x00007fe4a5c19000)
    libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007fe4a5828000)
    /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007fe4a61bd000)

在这种情况下，您可以不用-lm链接您的测试（仅根据需要为自己做一些测试）。

使用-lm编译so文件。您可以通过在进入正确的文件夹后运行-lm选项来运行命令行（仅出于测试目的）。另一种方法是通过修改生成so文件的CMakeLists.txt。例如，对于libsundials_nvecserial.so，您可以通过在sundials-2.7.0/src/nvec_ser/CMakeLists.txt之后添加target_link_libraries(sundials_nvecserial_shared -lm)来修改ADD_LIBRARY(sundials_nvecserial_shared SHARED ${nvecserial_SOURCES} ${shared_SOURCES})。

对于LD_LIBRARY_PATH，如果在标准位置查看，则不必包含某些内容。除非您使用-z nodeflib，否则链接程序还将使用/etc/ld.so.cache并也在默认路径中进行搜索。您可以在https://man7.org/linux/man-pages/man8/ld.so.8.html

中找到更多详细信息

对于nm -D。正常，尝试编译一个hello world gcc -o exec hello.c，您会发现printf是未定义的。看一下动态链接，以及用于构建so文件的-rdynamic选项。

c-standard-librarycmakecmakecmakeshared-librariessundialsundefined-symbol