R 包与 Rcpp 的链接错误："undefined symbol: LAPACKE_dgels"

Question

我正在创建一个 R 包 'lapacker' 以使用 R API 头文件 'lapacker' 为 R 提供和使用的内部 LAPACK 库提供 C 接口（仅具有双精度和双复数）"R_ext/Lapack.h"。源代码： https://github.com/ypan1988/lapacker/

项目结构：

/lapacker
  /inst
    /include
      /lapacke.h
      /someother header files
  /R
    /zzz.R
  /src
    /lapacke_dgetrf.c
    /lapacke_dgetrf_work.c
    /loads of other utility functions provided by LAPACKE 
    /rcpp_hello.cpp
  DESCRIPTION
  NAMESPACE

在项目中，我在 rcpp_hello.cpp 文件中尝试了一个测试函数（注意这个例子来自 https://www.netlib.org/lapack/lapacke.html#_calling_code_dgels_code）：

//'@export
// [[Rcpp::export]]
void example_lapacke_dgels()
{
  double a[5][3] = {{1,1,1},{2,3,4},{3,5,2},{4,2,5},{5,4,3}};
  double b[5][2] = {{-10,-3},{12,14},{14,12},{16,16},{18,16}};
  lapack_int info,m,n,lda,ldb,nrhs;
  int i,j;

  m = 5;
  n = 3;
  nrhs = 2;
  lda = 3;
  ldb = 2;

  info = LAPACKE_dgels(LAPACK_ROW_MAJOR,'N',m,n,nrhs,*a,lda,*b,ldb);

  for(i=0;i<n;i++)
  {
    for(j=0;j<nrhs;j++)
    {
      printf("%lf ",b[i][j]);
    }
    printf("\n");
  }
}

整个包可以正常编译，没有错误，在R中给出正确答案（表示可以找到符号LAPACKE_dgels）：

> example_lapacke_dgels()
2.000000 1.000000 
1.000000 1.000000 
1.000000 2.000000

然而，当我创建一个单独的 C++ 文件时，说 demo3.cpp 具有完全相同的功能，

#include <Rcpp.h>

#include <lapacke.h>
// [[Rcpp::depends(lapacker)]]

// [[Rcpp::export]]
void lapacke_dgels_test()
{
  double a[5][3] = {{1,1,1},{2,3,4},{3,5,2},{4,2,5},{5,4,3}};
  double b[5][2] = {{-10,-3},{12,14},{14,12},{16,16},{18,16}};
  lapack_int info,m,n,lda,ldb,nrhs;
  int i,j;

  m = 5;
  n = 3;
  nrhs = 2;
  lda = 3;
  ldb = 2;

  info = LAPACKE_dgels(LAPACK_ROW_MAJOR,'N',m,n,nrhs,*a,lda,*b,ldb);

  for(i=0;i<n;i++)
  {
    for(j=0;j<nrhs;j++)
    {
      printf("%lf ",b[i][j]);
    }
    printf("\n");
  }
}

它不再正确编译（实际上我在 macOS 和 ubuntu 下都尝试过，同样的链接问题），并给出链接错误消息（找不到符号 LAPACKE_dgels）：

> Rcpp::sourceCpp("~/Desktop/demo3.cpp", showOutput = TRUE)
/usr/lib/R/bin/R CMD SHLIB -o 'sourceCpp_6.so'  'demo3.cpp'  
g++  -I/usr/share/R/include -DNDEBUG   -I"/home/yipan/R/x86_64-pc-linux-gnu-library/3.4/Rcpp/include" -I"/home/yipan/R/x86_64-pc-linux-gnu-library/3.4/lapacker/include" -I"/home/yipan/Desktop"    -fpic  -g -O2 -fdebug-prefix-map=/build/r-base-AitvI6/r-base-3.4.4=. -fstack-protector-strong -Wformat -Werror=format-security -Wdate-time -D_FORTIFY_SOURCE=2 -g  -c demo3.cpp -o demo3.o
g++ -shared -L/usr/lib/R/lib -Wl,-Bsymbolic-functions -Wl,-z,relro -o sourceCpp_6.so demo3.o -L/usr/lib/R/lib -lR
Error in dyn.load("/tmp/RtmpUsASwK/sourceCpp-x86_64-pc-linux-gnu-1.0.0/sourcecpp_159e6145591d/sourceCpp_6.so") : 
  unable to load shared object '/tmp/RtmpUsASwK/sourceCpp-x86_64-pc-linux-gnu-1.0.0/sourcecpp_159e6145591d/sourceCpp_6.so':
  /tmp/RtmpUsASwK/sourceCpp-x86_64-pc-linux-gnu-1.0.0/sourcecpp_159e6145591d/sourceCpp_6.so: undefined symbol: LAPACKE_dgels

我也查看了/R/x86_64-pc-linux-gnu-library/3.4/lapacker/libs下的lapacker.so，发现：

000000000000c6b0 g    DF .text  00000000000001bf  Base        LAPACKE_dgels

我是否遗漏了一些让 demo3.cpp 正确编译的东西？非常感谢您的耐心和时间！

Answer 1

您遇到了一个棘手的问题。您尝试解析的符号 LAPACKE_dgels 是 lapacker.so 的一部分，在软件包安装期间构建。问题是，R 包的库不适合 linking。相反，它们由 R 在 run-time 处动态加载。基本上，我看到四种可能性：

将 lapacke 转换为仅 header 的库并将其安装在 inst/include 中（c.f。RcppArmadillo）。
Link 系统安装 lapacke（容易 Linux ...）
用R注册所有函数，使用R提供的方法link给它们（c.f。WRE和nloptr）。
编译一个用于 linking 的库并使用 R 包安装它。你仍然需要一个插件才能工作，因为你必须添加 -L<path/to/lib> -l<libname> .... 到 PKG_LIBS。

我确信 CRAN 上有使用方法 4 的示例，但现在想到 none。但是，作为 "code kata" 我已经将我最近的一个测试包转换为使用这种结构，c.f。 https://github.com/rstub/levmaR/tree/static.

（原始不完整答案。）

在src/Makevars你有

PKG_LIBS = $(LAPACK_LIBS) $(BLAS_LIBS) $(FLIBS)

通过Rcpp 属性编译cpp 文件时需要模拟设置。实现此目的的最佳方法是使用 Rcpp 插件 c.f。 RcppArmadillo's solution（调整未经测试！）：

inlineCxxPlugin <- function(...) {
    plugin <-
        Rcpp::Rcpp.plugin.maker(
                  include.before = "#include <lapacke.h>",
                  libs           = "$(LAPACK_LIBS) $(BLAS_LIBS) $(FLIBS)",
                  package        = "lapacker"
              )
    settings <- plugin()
    settings$env$PKG_CPPFLAGS <- "-I../inst/include"
    settings
}

顺便说一句，为什么你想直接与 LAPACK 接口，而 RcppArmadillo 已经这样做了？

R 包与 Rcpp 的链接错误："undefined symbol: LAPACKE_dgels"

Linking error of R package with Rcpp: "undefined symbol: LAPACKE_dgels"

c++

r

linker-errors

lapack

rcpp